RU2575061C2 - Perfected machinability of hot metal alloys by application of surface coating - Google Patents
Perfected machinability of hot metal alloys by application of surface coating Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575061C2 RU2575061C2 RU2013138349/02A RU2013138349A RU2575061C2 RU 2575061 C2 RU2575061 C2 RU 2575061C2 RU 2013138349/02 A RU2013138349/02 A RU 2013138349/02A RU 2013138349 A RU2013138349 A RU 2013138349A RU 2575061 C2 RU2575061 C2 RU 2575061C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- preform
- surface coating
- glass
- billet
- Prior art date
Links
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 139
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 139
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 title 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 289
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 289
- REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N aluminium(3+) Chemical class [Al+3] REDXJYDRNCIFBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 264
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 145
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 56
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 30
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- -1 nickel-iron Chemical compound 0.000 claims abstract description 18
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 claims abstract description 15
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910000531 Co alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 claims description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 15
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000767 Tm alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- 238000005242 forging Methods 0.000 claims description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 8
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000007514 turning Methods 0.000 claims description 6
- 238000005480 shot peening Methods 0.000 claims description 5
- 239000000789 fastener Substances 0.000 claims description 4
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910001088 rené 41 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 4
- 229910001247 waspaloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims description 3
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001680 brushing Effects 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052803 cobalt Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims 1
- 230000003750 conditioning Effects 0.000 claims 1
- 238000007527 glass casting Methods 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 7
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 33
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 23
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 18
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 15
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 11
- 230000001070 adhesive Effects 0.000 description 11
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium monoxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 5
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003570 air Substances 0.000 description 4
- UIMGJWSPQNXYNK-UHFFFAOYSA-N azane;titanium Chemical class N.[Ti] UIMGJWSPQNXYNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N AI2O3 Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N Boron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N Potassium oxide Chemical compound [K]O[K] NOTVAPJNGZMVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 3
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 241000502171 Distylium racemosum Species 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- CRPOUZQWHJYTMS-UHFFFAOYSA-N dialuminum;magnesium;disilicate Chemical compound [Mg+2].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] CRPOUZQWHJYTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000009718 spray deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000006802 Vicia sativa Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229910052570 clay Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000012438 extruded product Nutrition 0.000 description 1
- 239000011094 fiberboard Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000462 isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010313 vacuum arc remelting Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
[0001] Настоящее изобретения касается слитков из сплавов и других заготовок из сплавов, способов их обработки и, в частности, способов улучшения обрабатываемости слитков из сплавов и других заготовок из сплавов в горячем состоянии путем нанесения поверхностного покрытия.[0001] The present invention relates to ingots of alloys and other alloy preforms, methods for processing them, and in particular, methods for improving the processability of hot alloy ingots and other alloy preforms by applying a surface coating.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
[0002] Различные сплавы можно характеризовать как «чувствительные к образованию трещин». Слитки и другие заготовки, состоящие из чувствительных к образованию трещин сплавов, могут растрескиваться вдоль своих поверхностей и/или краев во время операций горячей обработки. Формование изделий из таких чувствительных к образованию трещин сплавов может быть проблематичным, поскольку, например, трещины, образующиеся во время штамповки или других операций горячей обработки, вероятно, нельзя будет сточить или иным образом удалить, что увеличивает производственное время и затраты, а также снижает выход.[0002] Various alloys can be characterized as "susceptible to cracking." Ingots and other preforms, consisting of crack sensitive alloys, may crack along their surfaces and / or edges during hot working operations. Forming products from such crack-sensitive alloys can be problematic since, for example, cracks generated during stamping or other hot working operations may not be able to grind or otherwise be removed, which increases production time and costs, and also reduces yield .
[0003] Во время определенных операций горячей обработки, таких как штамповка и прессование, к заготовке из сплава посредством штампов прилагается усилие, чтобы изменить форму заготовки. Взаимодействие между поверхностями штампа и поверхностями заготовки из сплава может повлечь передачу тепла, трение и истирание. Обычным способом уменьшения образования трещин на поверхности и торце является заключение заготовки из сплава в металлическую оболочку сплава перед горячей обработкой. Например, в случае цилиндрической заготовки внутренний диаметр оболочки сплава может быть немного больше, чем внешний диаметр заготовки. Заготовка из сплава может быть вставлена в оболочку сплава так, что оболочка свободно окружает заготовку, и штампы контактируют с внешними поверхностями оболочки сплава. Оболочка сплава термически изолирует и механически защищает помещенную в него заготовку, тем самым исключая или снижая частоту образования трещин на заготовке. Оболочка сплава термически изолирует заготовку из сплава посредством воздушных зазоров между заготовкой и внутренними поверхностями оболочки сплава, а также непосредственно препятствуя заготовке из сплава передавать тепловое излучение в окружающую среду.[0003] During certain hot working operations, such as stamping and pressing, an effort is applied to the alloy preform by means of dies to change the shape of the preform. The interaction between the surfaces of the stamp and the surfaces of the alloy billet may result in heat transfer, friction, and abrasion. The usual way to reduce the formation of cracks on the surface and the end is the conclusion of the alloy billet in the metal shell of the alloy before hot working. For example, in the case of a cylindrical preform, the inner diameter of the alloy shell may be slightly larger than the outer diameter of the preform. The alloy billet can be inserted into the alloy shell so that the shell freely surrounds the workpiece and the dies contact the outer surfaces of the alloy shell. The alloy shell thermally insulates and mechanically protects the workpiece placed in it, thereby eliminating or reducing the frequency of cracking on the workpiece. The alloy shell thermally insulates the alloy preform by means of air gaps between the preform and the inner surfaces of the alloy shell, as well as directly preventing the alloy preform from transmitting thermal radiation to the environment.
[0004] Операция покрытия заготовки из сплава оболочкой не лишена различных неудобств. Например, механический контакт между поверхностями штампов и внешними поверхностями оболочки сплава может разрушить оболочку сплава. В одном конкретном случае во время штамповки высадкой и вытягиванием покрытой оболочкой заготовки оболочка сплава может разрушиться во время операции вытягивания. В таком случае может потребоваться снова проводить операцию покрытия оболочкой после каждого цикла высадка - вытягивание в многоэтапной операции штамповки высадкой и вытягиванием, что усложняет процесс и увеличивает расходы. Кроме того, оболочка сплава может усложнить оператору визуальный контроль поверхности покрытой оболочкой заготовки из сплава на предмет трещин и других дефектов обработки.[0004] The operation of coating an alloy preform with a shell is not without various inconveniences. For example, mechanical contact between the surfaces of the dies and the outer surfaces of the alloy shell can destroy the alloy shell. In one particular case, during stamping by upsetting and drawing the coated blanks, the alloy shell may be destroyed during the drawing operation. In this case, it may be necessary to carry out the coating operation again after each upsetting cycle — drawing in the multi-step operation of stamping by upsetting and drawing, which complicates the process and increases costs. In addition, the alloy shell may complicate the operator's visual inspection of the surface of the coated alloy billet for cracks and other processing defects.
[0005] С учетом вышеизложенных недостатков, было бы полезно обеспечить более эффективный и/или более рентабельный способ горячей обработки сплавов, чувствительных к образованию трещин. В общем, было бы полезно обеспечить способ улучшения обрабатываемости слитков из сплава и других заготовок из сплава в горячем состоянии.[0005] In view of the above disadvantages, it would be useful to provide a more efficient and / or more cost-effective method of hot processing of crack sensitive alloys. In general, it would be useful to provide a method for improving the workability of alloy ingots and other hot alloy ingots.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0006] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения описаны способы обработки слитков из сплава и других заготовок из сплава.[0006] According to certain, non-limiting embodiments of the invention, methods for processing alloy ingots and other alloy blanks are described.
[0007] Различные, не имеющие ограничительного характера варианты воплощения изобретения, раскрытые в данном документе, относятся к способам улучшения обрабатываемости заготовок из сплава в горячем состоянии путем нанесения покрытия на их поверхность. В одном, не имеющем ограничительного характера варианте воплощения изобретения согласно настоящему описанию способ обработки заготовки из сплава включает: нанесение стекломатериала, по меньшей мере, на часть заготовки из сплава; и нагревание стекломатериала с образованием поверхностного покрытия на заготовке из сплава, которое снижает отток тепла от заготовки из сплава. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения, стекломатериал может быть выбран из стеклополотна, стеклочастиц и стеклоленты. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения нанесение стекломатериала, по меньшей мере, на часть заготовки может включать, по меньшей мере, одну из следующих операций: размещение, распыление, покраску, опрыскивание, прокат, погружение, заворачивание и обматывание лентой. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения нагревание стекломатериала включает нагревание стекломатериала до температуры от 538°C до 1204°C (1000°F до 2200°F). В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения заготовка включает материал, выбранный из сплава на основе никеля, суперсплава на основе никеля, сплава на основе железа, сплава на основе никель-железо, сплава на основе титана, сплава на основе титан-никель и сплава на основе кобальта. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения способа по изобретению заготовка может включать или быть выбранной из слитка, кованой заготовки, прутка, пластины, трубки, спекшейся преформы и тому подобное. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения способа по изобретению способ дополнительно включает после нагревания стекломатериала один или более этапов, выбранных из: приложение усилия, по меньшей мере, посредством штампа или валка к заготовке, чтобы изменить форму заготовки; горячая обработка заготовки, где горячая обработка включает, по меньшей мере, одно из штамповки и прессования; охлаждение заготовки; удаление, по меньшей мере, части поверхностного покрытия с заготовки посредством, по меньшей мере, одной из следующих операций: дробеструйная обработка, шлифовка, зачистка и токарная обработка; и любая их комбинация.[0007] The various, non-limiting embodiments of the invention disclosed herein relate to methods for improving the workability of hot alloy billets by coating their surface. In one non-limiting embodiment of the invention according to the present description, a method for processing an alloy preform includes: applying glass material to at least a portion of the alloy preform; and heating the glass material to form a surface coating on the alloy preform, which reduces heat outflow from the alloy preform. In various non-limiting embodiments of the invention, the glass material may be selected from a glass sheet, glass particles, and glass tape. In various non-limiting embodiments of the invention, applying glass material to at least a portion of the preform may include at least one of the following operations: placement, spraying, painting, spraying, rolling, dipping, wrapping and wrapping with tape. In various non-limiting embodiments of the invention, heating the glass material includes heating the glass material to a temperature of from 538 ° C to 1204 ° C (1000 ° F to 2200 ° F). In various non-limiting embodiments, the preform comprises a material selected from nickel-based alloy, nickel-based superalloy, iron-based alloy, nickel-iron-based alloy, titanium-based alloy, titanium-nickel-based alloy, and cobalt based alloy. In various non-limiting embodiments of the method of the invention, the billet may include or be selected from an ingot, forged billet, bar, plate, tube, sintered preform, and the like. In various non-limiting embodiments of the method of the invention, the method further comprises, after heating the glass material, one or more steps selected from: applying at least a die or a roll to the workpiece to change the shape of the workpiece; hot processing of the workpiece, where hot processing includes at least one of stamping and pressing; workpiece cooling; removing at least a portion of the surface coating from the workpiece by at least one of the following operations: shot blasting, grinding, grinding and turning; and any combination of them.
[0008] В дополнительном не имеющем ограничительного характера варианте воплощения изобретения согласно настоящему описанию способ горячей обработки заготовки включает: размещение стеклополотна, по меньшей мере, на части поверхности заготовки из сплава; нагревание стеклополотна с образованием поверхностного покрытия на заготовке; приложение усилия, по меньшей мере, одним из следующего - штампа и валка к заготовке, чтобы изменить форму заготовки; где, по меньшей мере, одно из следующего - штамп и валок контактируют с поверхностным покрытием заготовки; и удаление, по меньшей мере, части поверхностного покрытия с заготовки. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения, по меньшей мере, одно из следующего - штамп и валок контактирует, по меньшей мере, с одним остатком поверхностного покрытия заготовки. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения способа по изобретению заготовка может включать или быть выбранной из слитка, кованой заготовки, прутка, пластины, трубки, спекшейся преформы и тому подобное.[0008] In a further non-limiting embodiment of the invention according to the present description, a method for hot processing a workpiece includes: placing a glass sheet on at least a portion of the surface of the alloy workpiece; heating the glass with the formation of a surface coating on the workpiece; applying at least one of the following, a stamp and a roll, to the workpiece to change the shape of the workpiece; where at least one of the following - the stamp and the roller are in contact with the surface coating of the workpiece; and removing at least a portion of the surface coating from the workpiece. In various non-limiting embodiments of the invention, at least one of the following is a stamp and a roller in contact with at least one residue of the surface coating of the workpiece. In various non-limiting embodiments of the method of the invention, the billet may include or be selected from an ingot, forged billet, bar, plate, tube, sintered preform, and the like.
[0009] Другие, не имеющие ограничительного характера, варианты воплощения изобретения согласно настоящему описанию касаются заготовок из сплава, изготовленных или обработанных согласно любому из способов по настоящему описанию.[0009] Other, non-restrictive, embodiments of the invention as described herein relate to alloy preforms made or machined according to any of the methods described herein.
[0010] Кроме того, другие, не имеющие ограничительного характера, варианты воплощения изобретения согласно настоящему описанию касаются промышленных изделий, изготовленных из или включающих заготовки из сплава, изготовленные или обработанные согласно любому из способов по настоящему описанию. Такое промышленное изделие включает, например, элементы реактивного двигателя, элементы наземной турбины, клапаны, элементы двигателя, валы и крепежные изделия.[0010] In addition, other non-limiting embodiments of the invention as described herein relate to industrial products made from or including alloy preforms made or processed according to any of the methods described herein. Such an industrial product includes, for example, jet engine components, surface turbine components, valves, engine components, shafts, and fasteners.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙDESCRIPTION OF DRAWINGS
[0011] Различные, не имеющие ограничительного характера, варианты воплощения изобретения, описанные в данном документе, можно будет лучше понять из рассмотрения следующего описания в сочетании с сопровождающими его чертежами.[0011] Various, non-limiting, embodiments of the invention described herein can be better understood from a consideration of the following description in conjunction with the accompanying drawings.
[0012] ФИГ.1 - блок-схема согласно определенным, не имеющим ограничительного характера, вариантам воплощения способа по изобретению, описанного в данном документе.[0012] FIG. 1 is a flowchart according to certain, non-restrictive, embodiments of the method of the invention described herein.
[0013] ФИГ.2 - фотография заготовки из сплава согласно не имеющему ограничительного характера варианту воплощения изобретения, описанному в данном документе.[0013] FIG. 2 is a photograph of an alloy preform according to a non-limiting embodiment of the invention described herein.
[0014] ФИГ.3 - фотография заготовки из сплава с ФИГ.2, включающая стеклополотно, размещенное на ней согласно не имеющему ограничительного характера варианту воплощения изобретения, описанному в данном документе.[0014] FIG. 3 is a photograph of an alloy billet of FIG. 2, including a glass panel placed therein according to a non-limiting embodiment of the invention described herein.
[0015] ФИГ.4 - фотография заготовки из сплава с ФИГ.3, включающая поверхностное покрытие, снижающее отток тепла от заготовки согласно не имеющему ограничительного характера варианту воплощения изобретения, описанному в данном документе, при котором заготовка подвергалась горячей обработке.[0015] FIG. 4 is a photograph of an alloy preform of FIG. 3, including a surface coating that reduces heat outflow from a preform according to the non-limiting embodiment of the invention described herein, in which the preform has been hot worked.
[0016] ФИГ.5 - график, отражающий изменение температуры поверхности со временем в процессе штамповки заготовки из сплава без поверхностного покрытия, показанного на ФИГУРАХ 6 и 7, и во время штамповки заготовки, включающей поверхностное покрытие, показанное на ФИГУРАХ 6 и 7.[0016] FIGURE 5 is a graph reflecting the change in surface temperature over time during the stamping process of an alloy preform without a surface coating shown in FIGURES 6 and 7, and during stamping of a workpiece including a surface coating shown in FIGURES 6 and 7.
[0017] ФИГУРЫ 6 и 7 - фотографии подвергнутой штамповке заготовки из сплава без поверхностного покрытия (заготовка справа на каждой фотографии) и подвергнутой штамповке заготовке на ФИГ.4, включающей поверхностное покрытие (заготовка слева на каждой фотографии).[0017] FIGURES 6 and 7 are photographs of a stamped blank of an alloy without surface coating (blank on the right of each photograph) and a stamped blank of FIG. 4, including a surface coating (blank on the left of each photograph).
[0018] ФИГ.8 - график изменения температуры со временем в процессе охлаждения заготовки из сплава без поверхностного покрытия («Воздушное охлаждение») и заготовок из сплава, включающих поверхностное покрытие согласно не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения, описанным в данном документе.[0018] FIG. 8 is a graph of temperature over time during cooling of an alloy preform without surface coating (“Air Cooling”) and alloy preforms including a surface coating according to the non-limiting embodiments of the invention described herein.
[0019] ФИГ.9 - фотография заготовки из сплава, включающей поверхностное покрытие согласно не имеющему ограничительного характера варианту воплощения изобретения, описанному в данном документе.[0019] FIG. 9 is a photograph of an alloy preform comprising a surface coating according to a non-limiting embodiment of the invention described herein.
[0020] ФИГ.10 - фотография подвергнутой горячей штамповке заготовки из сплава, включающей участок без поверхностного покрытия и участок с поверхностным покрытием согласно не имеющему ограничительного характера варианту воплощения изобретения, описанному в данном документе.[0020] FIGURE 10 is a photograph of a hot-stamped alloy preform including a non-surface coated portion and a surface coated portion according to the non-limiting embodiment of the invention described herein.
[0021] ФИГ.11 - фотография участков заготовки с ФИГ.10 после удаления, по меньшей мере, части поверхностного покрытия с заготовки.[0021] FIGURE 11 is a photograph of the sections of the workpiece with FIGURE 10 after removing at least part of the surface coating from the workpiece.
[0022] ФИГ.12 - фотография заготовки из сплава с поверхностным покрытием на ней согласно не имеющему ограничительного характера варианту воплощения изобретения, описанному в данном документе.[0022] FIG. 12 is a photograph of an alloy billet with a surface coating thereon according to a non-limiting embodiment of the invention described herein.
[0023] ФИГ.13 - фотография заготовки из сплава, включающей стеклоленту, расположенную на ней, согласно не имеющему ограничительного характера варианту воплощения изобретения, описанному в данном документе.[0023] FIG.13 is a photograph of an alloy preform comprising a glass tape disposed thereon according to a non-limiting embodiment of the invention described herein.
ОПИСАНИЕ ОПРЕДЕЛЕННЫХ, НЕ ИМЕЮЩИХ ОГРАНИЧИТЕЛЬНОГО ХАРАКТЕРА ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF DEFINED, NOT HAVING THE RESTRICTIVE CHARACTER OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
[0024] Обычно используемые в данном документе термины «состоящий в значительной степени из» и «состоящий из» воплощены в термине «включающий».[0024] The terms “consisting essentially of” and “consisting of”, as commonly used herein, are embodied in the term “comprising”.
[0025] Обычно используемые в данном документе единственное, множественное число и слово «один» относятся, по меньшей мере, к словам «один» или «один или больше», если не указано иное.[0025] Commonly used in this document, the singular, plural and the word "one" refer to at least the words "one" or "one or more", unless otherwise indicated.
[0026] Обычно используемые в данном документе термины «содержащий» и «имеющий» означают «включающий».[0026] As used herein, the terms “comprising” and “having” mean “including”.
[0027] Обычно используемый в данном документе термин «точка размягчения» относится к минимальной температуре, при которой конкретный стекломатериал больше не ведет себя как жесткое твердое тело, а начинает провисать под собственным весом.[0027] The term "softening point", commonly used herein, refers to the minimum temperature at which a particular glass material no longer behaves like a rigid solid, but begins to sag under its own weight.
[0028] Обычно используемый в данном документе термин «приблизительно» относится к допустимой доле погрешности для измеряемого количества при заданном характере или точности измерения. Типичные примеры долей погрешности могут быть в пределах 20%, в пределах 10% или в пределах 5% от данного значения или диапазона значений.[0028] The term “approximately” commonly used herein refers to the margin of error for the quantity to be measured for a given nature or accuracy of measurement. Typical examples of fractions of error may be within 20%, within 10%, or within 5% of a given value or range of values.
[0029] Все численные величины, указанные в данном документе, следует понимать как изменяемые во всех случаях с помощью термина «приблизительно», если не указано иное. Численные величины, описанные в данном документе, являются приблизительными, и каждое числовое значение подразумевает отнесение как к указанному значению, так и к функционально эквивалентному диапазону вблизи этого значения. Как минимум, а не в качестве попытки ограничить применение теории эквивалентов к объему формулы изобретения каждое числовое значение следует, по меньшей мере, воспринимать в свете количества приведенных значащих цифр и с применением обычных способов округления. Несмотря на приблизительную точность численных величин, изложенных в данном документе, численные величины, описанные в конкретных примерах фактически измеренных значений, переданы как можно точнее.[0029] All numerical values herein are to be understood as being mutable in all cases using the term “approximately” unless otherwise indicated. The numerical values described herein are approximate, and each numerical value refers to both the indicated value and the functionally equivalent range near this value. At a minimum, and not as an attempt to limit the application of the theory of equivalents to the scope of the claims, each numerical value should at least be taken in light of the number of significant digits given and using conventional rounding methods. Despite the approximate accuracy of the numerical values set forth herein, the numerical values described in the specific examples of the actually measured values are given as accurately as possible.
[0030] Все численные диапазоны, приведенные в данном документе, включают все поддиапазоны, входящие в указанный. Например, подразумевается, что диапазоны «от 1 до 10» и «между 1 и 10» включают все поддиапазоны между и включают указанное минимальное значение 1 и максимальное значение 10. Любой максимальный численный предел, приведенный в данном документе, предназначен для включения всех более низких численных пределов. Любой минимальный численный предел, приведенный в данном документе, предназначен для включения всех более высоких численных пределов.[0030] All numerical ranges described herein include all subranges within the indicated range. For example, it is understood that the ranges “1 to 10” and “between 1 and 10” include all sub-ranges between and include the indicated minimum value of 1 and maximum value of 10. Any maximum numerical limit given herein is intended to include all lower numerical limits. Any minimum numerical limit given herein is intended to include all higher numerical limits.
[0031] В следующем описании определенные подробности изложены для того, чтобы обеспечить глубокое понимание различных не имеющих ограничительного характера вариантов воплощения изделий и способов по настоящему изобретению, описанных в данном документе. Специалисту в данной области будет понятно, что не имеющие ограничительного характера варианты воплощения изобретения, описанные в данном документе, могут применяться на практике без этих подробностей. В других случаях хорошо известные структуры и способы, связанные с изделиями и способами, могут быть показаны или описаны без подробностей, чтобы избежать неоправданно затеняющих суть описаний не имеющих ограничительного характера вариантов воплощения изобретения, описанных в данном документе.[0031] In the following description, certain details are set forth in order to provide a thorough understanding of the various non-limiting embodiments of the products and methods of the present invention described herein. One skilled in the art will understand that non-limiting embodiments of the invention described herein may be practiced without these details. In other instances, well-known structures and methods associated with products and methods may be shown or described without detail in order to avoid unnecessarily obscuring the descriptions of the non-limiting embodiments of the invention described herein.
[0032] Это описание приводит различные особенности, аспекты и преимущества различных, не имеющих ограничительного характера вариантов воплощения изделий и способов изобретения. Однако понятно, что это описание охватывает множество альтернативных вариантов воплощения изобретения, которые можно осуществлять путем объединения любых из различных особенностей, аспектов и преимуществ различных, не имеющих ограничительного характера вариантов воплощения изобретения, описанных в данном документе в любой комбинации или подкомбинации, что любой специалист в этой области может найти для себя полезным.[0032] This description provides various features, aspects, and advantages of various non-limiting embodiments of products and methods of the invention. However, it is understood that this description encompasses many alternative embodiments of the invention that can be accomplished by combining any of the various features, aspects and advantages of the various, non-limiting embodiments of the invention described herein in any combination or subcombination that any person skilled in the art This area may find it useful.
[0033] Во время операций горячей обработки, таких как, например, операции штамповки и операции прессования, усилие может прилагаться к слитку из сплава или другой заготовке из сплава при температуре выше, чем температура окружающей среды, например, выше, чем температура рекристаллизации заготовки, чтобы пластически изменить форму заготовки. Температура слитка из сплава или другой заготовки из сплава, подвергающегося операции обработки, может быть выше, чем температура штампов или других структур, используемых для механического воздействия на поверхности заготовки. Заготовка может формировать температурные градиенты при охлаждении ее поверхности из-за оттока тепла в окружающий воздух и смещения термического градиента между ее поверхностями и контактирующими штампами или другими структурами. Температурные градиенты могут способствовать образованию трещин на поверхности заготовки во время горячей обработки. Образование трещин на поверхности является особенно проблематичным в ситуациях, когда слитки из сплава или другие заготовки из сплава изготавливаются из сплавов, чувствительных к образованию трещин.[0033] During hot working operations, such as, for example, stamping and pressing operations, a force may be applied to an alloy ingot or other alloy preform at a temperature higher than the ambient temperature, for example, higher than the recrystallization temperature of the preform, to plastically change the shape of the workpiece. The temperature of an alloy ingot or other alloy preform undergoing a machining operation may be higher than the temperature of dies or other structures used to mechanically affect the surface of the preform. The workpiece can form temperature gradients when its surface is cooled due to the outflow of heat into the surrounding air and the displacement of the thermal gradient between its surfaces and contact dies or other structures. Temperature gradients can contribute to cracking on the surface of the workpiece during hot working. Surface cracking is particularly problematic in situations where alloy ingots or other alloy billets are made from alloys that are susceptible to cracking.
[0034] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения заготовка из сплава может включать сплав, чувствительный к образованию трещин. Например, различные сплавы на основе никеля, сплавы на основе железа, сплавы на основе никель-железо, сплавы на основе титана, сплавы на основе никель-титан, сплавы на основе кобальта и суперсплавы, такие как суперсплавы на основе никеля, могут быть чувствительными к образованию трещин, особенно во время операций горячей обработки. Слиток из сплава или другая заготовка из сплава может создаваться из таких чувствительных к образованию трещин сплавов и суперсплавов. Например, чувствительная к образованию трещин заготовка из сплава может быть создана из сплавов или суперсплавов, выбранных из, но не ограничиваясь ими, сплава 718 (UNS No. N07718), сплава 720 (UNS No. N07720), сплава Rene 41™ (UNS No. N07041), сплава Rene 88™, сплава Waspaloy® (UNS No. N07001) и сплава Inconel® 100. Хотя способы, описанные в данном документе, являются предпочтительными для использования в отношении чувствительных к образованию трещин сплавов, должно быть понятно, что способы также, в основном, применимы к любому сплаву, включая, например, сплавы, характеризующиеся относительно низкой ковкостью при температурах горячей обработки, сплавы, подвергающиеся горячей обработке при температурах от 538°C до 1204°C (1000°F до 2200°F), и сплавы, обычно не склонные к образованию трещин. Используемый в данном документе термин «сплав» включает обычные сплавы и суперсплавы. Специалистам в этой области техники понятно, что суперсплавы проявляют относительно хорошую поверхностную стабильность, стойкость к коррозии и окислению, высокую прочность и высокое сопротивление ползучести при высоких температурах. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения заготовка из сплава может включать или быть выбранной из слитка, кованой заготовки, прутка, пластины, трубки, спекшейся преформы и тому подобное.[0034] According to certain, non-limiting embodiments of the invention, the alloy preform may include a crack sensitive alloy. For example, various nickel-based alloys, iron-based alloys, nickel-iron-based alloys, titanium-based alloys, nickel-titanium-based alloys, cobalt-based alloys, and superalloys such as nickel-based superalloys may be sensitive to cracking, especially during hot working operations. An alloy ingot or other alloy preform may be formed from such crack-sensitive alloys and superalloys. For example, a crack-sensitive alloy billet may be made from alloys or superalloys selected from, but not limited to, alloy 718 (UNS No. N07718), alloy 720 (UNS No. N07720), Rene 41 ™ alloy (UNS No. N07041), Rene 88 ™ alloy, Waspaloy® alloy (UNS No. N07001), and Inconel® 100 alloy. Although the methods described herein are preferred for use with respect to crack formation alloys, it should be understood that the methods also mainly applicable to any alloy, including, for example, alloys characterized by tionary low ductility at temperatures of hot working, the alloys exposed to hot working at temperatures from 538 ° C to 1204 ° C (1000 ° F to 2200 ° F), and alloys are generally not susceptible to cracking. As used herein, the term “alloy” includes conventional alloys and superalloys. Those skilled in the art will recognize that superalloys exhibit relatively good surface stability, corrosion and oxidation resistance, high strength and high creep resistance at high temperatures. In various non-limiting embodiments of the invention, the alloy billet may include or be selected from an ingot, forged billet, bar, plate, tube, sintered preform, and the like.
[0035] Слиток из сплава или другая заготовка из сплава может быть создана с использованием, например, обычных способов металлургии или способов порошковой металлургии. Например, в различных, не имеющих ограничительного характера, вариантах воплощения изобретения, слиток из сплава или другая заготовка из сплава может быть создана путем сочетания вакуум-индукционной плавки (ВИП) и вакуум-дугового переплава (ВДП), также известной как операция ВИП-ВДП. В различных, не имеющих ограничительного характера, вариантах воплощения изобретения заготовка из сплава может быть создана способом тройной плавки, при которой операцию электрошлакового переплава (ЭШП) выполняют как промежуточную между ВИП-операцией и ВДП-операцией, обеспечивая последовательность операций ВИП-ЭШП-ВДП (то есть тройную плавку). В других, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения, заготовка из сплава может быть создана с использованием операции порошковой металлургии, включающей распыление расплавленного сплава и сбор и консолидацию металлургических порошков в заготовку из сплава.[0035] An alloy ingot or other alloy preform may be created using, for example, conventional metallurgy methods or powder metallurgy methods. For example, in various non-limiting embodiments of the invention, an alloy ingot or other alloy billet can be created by combining vacuum induction melting (VIP) and vacuum arc remelting (VDP), also known as VIP-VDP operation . In various non-limiting embodiments of the invention, the alloy billet can be created by the triple-smelting method, in which the electroslag remelting (ESR) operation is performed as an intermediate between the VIP operation and the VDP operation, providing a sequence of operations of the VIP-ESR-VDP ( i.e. triple melt). In other non-limiting embodiments of the invention, an alloy preform can be created using a powder metallurgy operation including spraying molten alloy and collecting and consolidating metallurgical powders into an alloy preform.
[0036] В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения слиток из сплава или другая заготовка из сплава может быть создана посредством операции формообразования распылением. Например, ВИП можно использовать для приготовления базовой композиции сплава из склада заготовок. Операцию ЭШП можно использовать, в некоторых случаях, после ВИП. Расплавленный сплав можно извлекать из ВИП или ЭШП ванны расплавленного металла и распылять с образованием расплавленных капель. Расплавленный сплав можно извлекать из ванны расплавленного металла, используя, например, индукционную печь с охлаждаемым кожухом (ОИП). Расплавленные капли сплава можно осаждать, используя операцию формообразования распылением, чтобы получить затвердевшую заготовку из сплава.[0036] In certain, non-restrictive embodiments of the invention, an alloy ingot or other alloy preform may be created by spray forming. For example, a VIP can be used to prepare a base alloy composition from a workpiece warehouse. The ESR operation can be used, in some cases, after the VIP. The molten alloy can be removed from the VIP or ESR bath of molten metal and sprayed with the formation of molten droplets. The molten alloy can be removed from the molten metal bath using, for example, an induction furnace with a cooled jacket (OIP). The molten droplets of the alloy can be precipitated using the spray forming operation to obtain a solidified alloy preform.
[0037] В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения, слиток из сплава или другая заготовка из сплава может быть создана с использованием горячего изостатического прессования (ГИП). ГИП обычно называют изостатическое приложение газа с высоким давлением и высокой температурой, такого как, например, аргон, для уплотнения и консолидации порошкового материала в монолитную преформу. Порошок может быть отделен от газа, находящегося под высоким давлением и высокой температурой, путем герметично закрытого контейнера, который функционирует как барьер давления между газом и порошком, который подлежит уплотнению и консолидации. Герметично закрытый контейнер может пластически изменять форму, чтобы уплотнить порошок, а повышенные температуры могут эффективно спекать отдельные частицы порошка вместе с образованием монолитной преформы. Одинаковое давление уплотнения можно приложить ко всему порошку, а гомогенного распределения плотности можно достигнуть в преформе. Например, почти эквиатомный порошок никель-титанового сплава можно загрузить в металлический контейнер, такой как, например, стальной, и дегазировать, чтобы удалить адсорбированную влагу и захваченный газ. Контейнер, содержащий почти эквиатомный порошок никель-титанового сплава, можно герметично закрыть под вакуумом, например, путем сварки. Затем герметичный контейнер может быть подвергнут операции ГИП при температуре и под давлением, достаточными для достижения полного уплотнения порошка никель-титанового сплава в контейнере, тем самым получая полностью уплотненную преформу почти эквиатомного никель-титанового сплава.[0037] In certain, non-limiting embodiments of the invention, an alloy ingot or other alloy preform may be created using hot isostatic pressing (ISI). The ISU is usually called the isostatic application of gas with high pressure and high temperature, such as, for example, argon, for compaction and consolidation of the powder material into a monolithic preform. The powder can be separated from the gas under high pressure and high temperature by a hermetically sealed container that functions as a pressure barrier between the gas and the powder, which must be compacted and consolidated. The hermetically sealed container can plastically change shape to compact the powder, and elevated temperatures can effectively sinter individual powder particles together with the formation of a monolithic preform. The same seal pressure can be applied to the entire powder, and a homogeneous density distribution can be achieved in the preform. For example, an almost equiatomic nickel-titanium alloy powder can be loaded into a metal container, such as, for example, steel, and degassed to remove adsorbed moisture and trapped gas. A container containing an almost equiatomic powder of a nickel-titanium alloy can be hermetically sealed under vacuum, for example by welding. The sealed container can then be subjected to the ISU operation at a temperature and under pressure sufficient to achieve complete compaction of the nickel-titanium alloy powder in the container, thereby obtaining a fully sealed preform of an almost equiatomic nickel-titanium alloy.
[0038] Согласно не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения, способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава может обычно включать нанесение неорганического материала, по меньшей мере, на часть заготовки из сплава и нагревание неорганического материала с образованием поверхностного покрытия на заготовке, что снижает отток тепла с заготовки. Неорганический материал может включать один или более из термоизоляционного материала, содержащего, например, материал, выбранный из волокна, частицы и ленты. Неорганический материал может включать, например, один или больше из оксида алюминия, оксида кальция, оксида магния, диоксида кремния, оксида циркония, оксида натрия, оксида лития, оксида калия, оксида бора и тому подобное. Неорганический материал может иметь точку плавления или точку размягчения, равную 500°F или выше, такую как, например, от 260°C до 1371°C (500°F-2500°F) и от 538°C до 1204°C (1000°F-2200°F). Способ может включать, например, нанесение неорганического материала, по меньшей мере, на часть поверхности заготовки из сплава и нагревание неорганического материала с образованием поверхностного покрытия на заготовке и снижение оттока тепла с заготовки. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения нагревание неорганического материала включает нагревание неорганического материала до температуры штамповки, например от 538°C до 1204°C (1000°F-2200°F). Состав и форма неорганического материала могут быть подобраны так, чтобы образовывать вязкое поверхностное покрытие при температуре штамповки. Поверхностное покрытие может прилипать к поверхности заготовки из сплава.[0038] According to non-limiting embodiments of the invention, a method for processing an alloy ingot or other alloy preform may typically include applying an inorganic material to at least a portion of the alloy preform and heating the inorganic material to form a surface coating on the preform, which reduces heat outflow from the workpiece. The inorganic material may include one or more of a thermally insulating material containing, for example, a material selected from fiber, particles, and tape. The inorganic material may include, for example, one or more of alumina, calcium oxide, magnesium oxide, silicon dioxide, zirconium oxide, sodium oxide, lithium oxide, potassium oxide, boron oxide and the like. Inorganic material may have a melting point or softening point of 500 ° F or higher, such as, for example, from 260 ° C to 1371 ° C (500 ° F-2500 ° F) and from 538 ° C to 1204 ° C (1000 ° F-2200 ° F). The method may include, for example, applying inorganic material to at least a portion of the surface of the alloy preform and heating the inorganic material to form a surface coating on the preform and reducing heat outflow from the preform. In various non-limiting embodiments of the invention, heating the inorganic material comprises heating the inorganic material to a stamping temperature, for example from 538 ° C to 1204 ° C (1000 ° F-2200 ° F). The composition and shape of the inorganic material can be selected so as to form a viscous surface coating at a stamping temperature. The surface coating may adhere to the surface of the alloy preform.
Поверхностное покрытие может быть охарактеризовано как адгезивное поверхностное покрытие. Кроме того, чтобы исключить или уменьшить образование трещин на поверхности, поверхностное покрытие согласно настоящему описанию также может смазывать поверхности слитка из сплава или другой заготовки из сплава во время операций горячей обработки.The surface coating may be characterized as an adhesive surface coating. In addition, in order to eliminate or reduce the formation of cracks on the surface, the surface coating according to the present description can also lubricate the surface of an alloy ingot or other alloy billet during hot processing operations.
[0039] Ссылаясь на ФИГ.1, не имеющий ограничительного характера вариант воплощения способа обработки заготовки из сплава по настоящему изобретению, который снижает термическое образование трещин согласно настоящему описанию, может, в основном, включать нанесение неорганического стекломатериала на часть слитка из сплава или другой заготовки из сплава и нагревание стекломатериала с образованием поверхностного покрытия на заготовке и снижения оттока тепла с заготовки. Стекломатериал может включать термоизолирующий материал, включающий один или больше из стеклополотна, стеклочастиц и стеклоленты. Стекломатериал, наносимый на заготовку, может образовать вязкое поверхностное покрытие на заготовке, когда стекломатериал нагревают до подходящей температуры. Состав и форма стекломатериала могут быть подобраны так, чтобы образовать вязкое поверхностное покрытие при температуре штамповки. Стекломатериал поверхностного покрытия может прилипать к поверхности заготовки и удерживаться на поверхности вплоть до и во время горячей обработки. Стекломатериал поверхностного покрытия может быть охарактеризован как адгезивное поверхностное покрытие. Стекломатериал поверхностного покрытия, наносимый нагреванием стекломатериала, может снижать отток тепла с заготовки из сплава и исключать или снижать частоту образования трещин на поверхности в результате штамповки, прессования или иной обработки заготовки из сплава по сравнению с другой идентичной заготовкой из сплава без такого поверхностного покрытия. В дополнение к исключению или снижению образования трещин на поверхности, стекломатериал поверхностного покрытия согласно настоящему описанию также может смазывать поверхности заготовки из сплава во время операций горячей обработки.[0039] Referring to FIG. 1, a non-limiting embodiment of a method for processing an alloy preform of the present invention, which reduces the thermal cracking of the present disclosure, can generally include applying inorganic glass material to a portion of an alloy ingot or other preform alloy and heating the glass material with the formation of a surface coating on the workpiece and reduce heat outflow from the workpiece. The glass material may include a thermally insulating material comprising one or more of a glass sheet, glass particles, and glass tape. The glass material applied to the preform may form a viscous surface coating on the preform when the glass material is heated to a suitable temperature. The composition and shape of the glass material can be selected so as to form a viscous surface coating at a stamping temperature. The glass material of the surface coating may adhere to the surface of the workpiece and hold onto the surface until and during hot processing. The glass material of the surface coating can be characterized as an adhesive surface coating. The surface coating glass material applied by heating the glass material can reduce the heat outflow from the alloy preform and eliminate or reduce the frequency of cracking on the surface as a result of stamping, pressing or other processing of the alloy preform compared to another identical alloy preform without such a surface coating. In addition to eliminating or reducing the formation of cracks on the surface, the glass material of the surface coating according to the present description can also lubricate the surface of the alloy preform during hot processing operations.
[0040] В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения неорганические волокна могут включать стекловолокно. Стекловолокно может включать непрерывные волокна и/или дискретное волокно. Дискретное волокно может быть изготовлено, например, путем резки или рубки непрерывных волокон. Стекловолокно может включать, например, один или больше из SiO2, Al2O3 и MgO. Стекловолокно может включать, например, магний-алюмосиликатные волокна. Стекловолокно может включать, например, магний-алюмосиликатные волокна, выбранные из группы, состоящей из волокон из E-стекла, волокон из S-стекла, волокон из S2-стекла и волокон из R-стекла. Волокна из E-стекла могут включать один или более оксид из SiO2, Al2O3, B2O3, CaO, MgO и других оксидов. Волокна из S-стекла и S2-стекла могут включать один или больше из SiO2, Al2O3, MgO. Волокна из R-стекла могут включать один или больше из SiO2, Al2O3, CaO и MgO. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения неорганические волокна могут включать огнеупорные керамические волокна. Огнеупорные керамические волокна могут быть аморфными и включать один или больше SiO2, Al2O3 и ZrO2.[0040] In certain, non-limiting embodiments of the invention, inorganic fibers may include glass fiber. Glass fiber may include continuous fibers and / or discrete fiber. Discrete fiber can be made, for example, by cutting or chopping continuous fibers. Glass fiber may include, for example, one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 and MgO. Glass fiber may include, for example, magnesium aluminosilicate fibers. The glass fiber may include, for example, magnesium aluminosilicate fibers selected from the group consisting of E-glass fibers, S-glass fibers, S2-glass fibers and R-glass fibers. E-glass fibers may include one or more oxides of SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , CaO, MgO and other oxides. S-glass and S2-glass fibers may include one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , MgO. R-glass fibers may include one or more of SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO and MgO. In certain non-limiting embodiments of the invention, inorganic fibers may include refractory ceramic fibers. Refractory ceramic fibers may be amorphous and include one or more SiO 2 , Al 2 O 3 and ZrO 2 .
[0041] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения совокупность стекловолокон может включать одно или больше из следующего: пачку, полосу или жгут, полотно и фибролит. Обычно используемый в данном документе термин «полотно» относится к материалам, которые могут быть ткаными, плетеными, валяными, плавлеными или неткаными материалами или иным образом сделанными из волокон. Полотно может включать связующий элемент, чтобы удерживать совокупность волокон вместе. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения полотно может включать пряжу, полотно, мат, бумагу, войлок и тому подобное. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения стекловолокна могут включать стеклополотно. Стеклополотно может включать, например, волокна из E-стекла. Типичные стеклополотна, включающие волокна из E-стекла, которые можно использовать в вариантах воплощения изобретения согласно настоящему описанию, включают, но не ограничиваются ими, волокна, коммерчески доступные от Anchor Industrial Sales, Inc. (Кернерсвилл, Северная Каролина) под торговой маркой «Style 412» и «Style 412В», имеющие толщину 0,16 см (0,062 дюйма), волокна из E-стекла весом 0,814 кг/м2 (24 унций/ярд2) и температурным номиналом 538°C (1000°F). Стекловолокна могут включать, например, полотно из стекловолокна, такое как, например, полотно из E-стекла. Полотно может иметь любую подходящую ширину и длину, чтобы покрыть, по меньшей мере, часть заготовки. Ширина и длина ткани могут варьироваться в соответствии с размером и/или формой заготовки. Толщина ткани может варьироваться в соответствии с теплопроводностью ткани. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения полотно может иметь толщину от 1-25 мм, такую как 5-20 мм или 8-16 мм.[0041] According to certain, non-limiting embodiments of the invention, the combination of fiberglass may include one or more of the following: a bundle, strip or bundle, web and fiberboard. Commonly used in this document, the term "fabric" refers to materials that may be woven, woven, felted, fused or non-woven materials or otherwise made of fibers. The web may include a bonding element to hold a collection of fibers together. In certain non-limiting embodiments of the invention, the web may include yarn, web, mat, paper, felt and the like. In certain, non-limiting embodiments of the invention, the fiberglass may include a fiberglass. The glass sheet may include, for example, E-glass fibers. Typical fiberglass sheets including E-glass fibers that can be used in embodiments of the invention as described herein include, but are not limited to, fibers commercially available from Anchor Industrial Sales, Inc. (Kernersville, North Carolina) under the trademarks “Style 412” and “Style 412B,” having a thickness of 0.16 cm (0.062 inches), E-glass fibers weighing 0.814 kg / m 2 (24 ounces / yard 2 ) and temperature nominal 538 ° C (1000 ° F). The glass fibers may include, for example, a glass fiber sheet, such as, for example, an E-glass sheet. The web may have any suitable width and length to cover at least a portion of the preform. The width and length of the fabric may vary according to the size and / or shape of the blank. The thickness of the fabric may vary according to the thermal conductivity of the fabric. In certain non-limiting embodiments of the invention, the web may have a thickness of 1-25 mm, such as 5-20 mm or 8-16 mm.
[0042] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения неорганические частицы могут включать стеклочастицы. Стеклочастицы могут называться «фритты» или «наполнители». Стеклочастицы могут содержать, например, один или больше, из оксида алюминия, оксида кальция, оксида магния, диоксида кремния, оксида циркония, натрия и оксида натрия, оксида лития, оксида калия, оксида бора и тому подобное. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения стеклочастицы, например, могут не содержать свинец или содержать только следовые количества свинца. В определенных вариантах воплощения изобретения стеклочастицы могут иметь диапазон горячей обработки металла 760°C-1260°C (1400-2300°F), такой как, например, 760°C-1010°C, 1010°C-1121°C, 1010°C-1149°C или 1038°C-1260°C (1400-1850°F, 1850-2050°F, 1850-2100°F или 1900-2300°F). Типичные стеклочастицы, которые можно использовать в вариантах воплощения изобретения согласно настоящему описанию, включают материалы, коммерчески доступные от Advance Technical Products (Циннцинати, Огайо) под торговыми марками «Oxylub-327», «Oxylub-811», «Oxylub-709» и «Oxylub-921».[0042] In certain non-limiting embodiments of the invention, inorganic particles may include glass particles. Glass particles may be referred to as “frits” or “fillers”. The glass particles may contain, for example, one or more of alumina, calcium oxide, magnesium oxide, silicon dioxide, zirconium oxide, sodium and sodium oxide, lithium oxide, potassium oxide, boron oxide and the like. In certain non-limiting embodiments of the invention, the glass particles, for example, may be lead free or contain only trace amounts of lead. In certain embodiments of the invention, the glass particles may have a range of hot metal processing of 760 ° C-1260 ° C (1400-2300 ° F), such as, for example, 760 ° C-1010 ° C, 1010 ° C-1121 ° C, 1010 ° C-1149 ° C or 1038 ° C-1260 ° C (1400-1850 ° F, 1850-2050 ° F, 1850-2100 ° F or 1900-2300 ° F). Typical glass particles that can be used in embodiments of the invention as described herein include materials commercially available from Advance Technical Products (Cincinnati, Ohio) under the trademarks Oxylub-327, Oxylub-811, Oxylub-709, and Oxylub-921. "
[0043] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения неорганическая лента может включать стеклоленту. В определенных вариантах воплощения изобретения стеклолента может включать стеклянную основу и адгезив. Стеклянная основа может содержать, например, один или больше составляющих из оксида алюминия, оксида кальция, оксида магния, диоксида кремния, оксида циркония, натрия и оксида натрия, оксида лития, оксида калия, оксида бора и тому подобное. Стеклянная основа может включать стекловолокна, такие как стекловолоконную пряжу, стеклополотно и полотно с покрытием стеклопорошком. Стеклянная основа может включать стеклянную нить. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения стеклолента может включать стекловолоконную нить, усиленную уплотняющей лентой. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения стеклолента может содержать адгезивную ленту, включающую стеклянную тканевую основу или ленту, импрегнированную стеклянной пряжей или нитью. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения стеклолента может содержать полипропиленовую основу, усиленную непрерывной стеклянной пряжей. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения стеклолента может иметь характеристики, включающие; адгезию к стали приблизительно 60 H/100 мм ширины (55 унций/дюйм ширины) согласно тесту ASTM Method D-3330; предел прочности на разрыв приблизительно 5250 H/100 мм ширины (300 фунтов/дюйм ширины) согласно Тесту ASTM Method D-3759; относительное удлинение при разрыве приблизительно 4,5% согласно тесту ASTM Method D-3759; и/или общую толщину приблизительно 0,15 мм (6,0 mil) согласно тесту ASTM Method D-3652. Типовые стеклоленты, которые можно использовать в вариантах воплощения изобретения согласно настоящему описанию, доступны от 3М Company (Сент-Пол, Миннесота) под торговой маркой SCOTCH® Filament Таре 893.[0043] According to certain, non-restrictive embodiments of the invention, the inorganic ribbon may include a glass tape. In certain embodiments of the invention, the glass tape may include a glass base and an adhesive. The glass base may contain, for example, one or more components of alumina, calcium oxide, magnesium oxide, silicon dioxide, zirconium oxide, sodium and sodium oxide, lithium oxide, potassium oxide, boron oxide and the like. The glass base may include fiberglass, such as fiberglass yarn, fiberglass and a cloth coated with fiberglass. The glass base may include glass thread. In various non-limiting embodiments of the invention, the glass tape may include glass fiber reinforced with a sealing tape. In various non-limiting embodiments of the invention, the glass tape may comprise an adhesive tape comprising a glass fabric backing or a tape impregnated with glass yarn or thread. In various non-limiting embodiments of the invention, the glass tape may comprise a polypropylene base reinforced with continuous glass yarn. In various non-limiting embodiments of the invention, the glass tape may have characteristics including; adhesion to steel approximately 60 N / 100 mm wide (55 ounces / inch wide) according to ASTM Method D-3330; tensile strength of approximately 5250 H / 100 mm width (300 pounds / inch width) according to ASTM Method D-3759; elongation at break of approximately 4.5% according to ASTM Method D-3759; and / or a total thickness of approximately 0.15 mm (6.0 mil) according to ASTM Method D-3652. Typical glass tape that can be used in embodiments of the invention as described herein is available from 3M Company (St. Paul, Minnesota) under the trademark SCOTCH® Filament Tare 893.
[0044] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава для уменьшения термического образования трещин во время горячей обработки, может, в основном, включать размещение стеклополотна, по меньшей мере, на части поверхности заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения полотно может быть размещено на значительной части поверхности заготовки. Поверхность заготовки из сплава может включать, например, круговую поверхность и две боковые поверхности, расположенные на каждом из торцов круговой поверхности. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения полотно может быть размещено на значительной части круговой поверхности цилиндрической заготовки из сплава. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения полотно может быть размещено на круговой поверхности цилиндрической заготовки и, по меньшей мере, на одной боковой поверхности цилиндрической заготовки. В, по меньшей мере, одном, не имеющем ограничительного характера варианте воплощения изобретения стеклополотно может быть размещено, по меньшей мере, на части круговой поверхности цилиндрической заготовки из сплава и, по меньшей мере, одной боковой поверхности цилиндрической заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения более чем один отрезок стеклополотна, например два, три или более, могут быть размещены, по меньшей мере, на части поверхности цилиндрической заготовки и/или, по меньшей мере, одной боковой поверхности цилиндрической заготовки. Полотно может быть размещено, например, путем поперечного обертывания вокруг круговой поверхности заготовки. Специалист в данной области техники понимает, что в определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения стеклополотно может быть прикреплено к заготовке посредством адгезивов и/или механического крепежа, такого как, например, стеклолента и упаковочная проволока.[0044] According to certain non-limiting embodiments of the invention, a method of processing an alloy ingot or other alloy billet to reduce thermal cracking during hot processing may mainly include placing a glass sheet on at least a portion of the surface of the billet . In certain non-limiting embodiments of the invention, the web may be placed on a significant portion of the surface of the preform. The surface of the alloy preform may include, for example, a circular surface and two side surfaces located at each of the ends of the circular surface. In certain non-limiting embodiments of the invention, the web may be placed on a significant portion of the circular surface of the cylindrical alloy preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, the web can be placed on the circular surface of the cylindrical workpiece and at least one side surface of the cylindrical workpiece. In at least one non-limiting embodiment of the invention, the glass web can be placed on at least a portion of the circular surface of the cylindrical alloy preform and at least one side surface of the cylindrical preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, more than one piece of fiberglass, for example two, three or more, can be placed on at least part of the surface of the cylindrical workpiece and / or at least one side surface of the cylindrical workpiece. The canvas can be placed, for example, by transversely wrapping around a circular surface of the workpiece. The person skilled in the art understands that in certain, non-limiting embodiments of the invention, the glass sheet can be attached to the workpiece by means of adhesives and / or mechanical fasteners, such as, for example, glass tape and packing wire.
[0045] В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава для уменьшения термического образования трещин во время горячей обработки может включать повторение этапа размещения стеклополотна, по меньшей мере, на части поверхности заготовки. Например, полотно может быть обернуто вокруг заготовки, по меньшей мере, один раз, два раза, три раза, четыре раза или больше чем четыре раза. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения полотно может быть обернуто вокруг заготовки до достижения заданной толщины. Как вариант, более чем один отрезок стеклополотна может быть размещен, по меньшей мере, на части круговой поверхности цилиндрической заготовки и, по меньшей мере, одной из каждых боковых поверхностей цилиндрической заготовки до достижения заданной толщины. Например, заданная толщина может быть от 1 мм до 50 мм, такая как от 10 мм до 40 мм. В, по меньшей мере, одном, не имеющем ограничительного характера варианте воплощения изобретения способ может включать размещение первого отрезка стеклополотна, по меньшей мере, на части поверхности заготовки и второго отрезка стеклополотна, по меньшей мере, на чем-то одном из первого отрезка стеклополотна и, по меньшей мере, части поверхности заготовки. Первый и второй отрезки стеклополотна могут содержать одни и те же или разные неорганические материалы. Например, первый отрезок стеклополотна может содержать полотно из E-стекла и второй отрезок стеклополотна может содержать второе полотно из E-стекла. В одном, не имеющем ограничительного характера варианте воплощения изобретения первый отрезок стеклополотна может содержать полотно из E-стекла, а второй отрезок стеклополотна может содержать керамическое полотно, такое как, например, полотно KAOWOOL, которое является материалом, изготовленным из алюмосиликатной огнеупорной глины.[0045] In certain non-limiting embodiments of the invention, a method of treating an alloy ingot or other alloy billet to reduce thermal cracking during hot processing may include repeating the step of placing the glass web on at least a portion of the surface of the billet. For example, the web may be wrapped around the preform at least once, twice, three times, four times, or more than four times. In certain non-limiting embodiments of the invention, the web may be wrapped around the preform to achieve a predetermined thickness. Alternatively, more than one piece of fiberglass can be placed on at least part of the circular surface of the cylindrical workpiece and at least one of each side surfaces of the cylindrical workpiece to achieve a predetermined thickness. For example, a predetermined thickness may be from 1 mm to 50 mm, such as from 10 mm to 40 mm. In at least one non-limiting embodiment of the invention, the method may include placing a first piece of fiberglass on at least a portion of the surface of the workpiece and a second piece of fiberglass on at least one of the first piece of fiberglass and at least part of the surface of the workpiece. The first and second sections of the fiberglass can contain the same or different inorganic materials. For example, the first piece of fiberglass can contain a cloth of E-glass and the second piece of cloth can contain a second cloth of E-glass. In one non-limiting embodiment, the first section of the glass sheet may comprise an E-glass sheet, and the second section of the glass sheet may comprise a ceramic sheet, such as, for example, KAOWOOL, which is a material made from aluminosilicate refractory clay.
[0046] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения способ обработки заготовки для уменьшения термического образования трещин, может, в основном, включать нанесение стеклочастиц, по меньшей мере, на часть поверхности заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения частицы могут быть нанесены на значительную часть поверхности заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения частицы могут быть нанесены на круговую поверхность цилиндрической заготовки и/или, по меньшей мере, одну боковую поверхность цилиндрической заготовки. Нанесение частиц на поверхность заготовки может включать, например, одно или больше из следующего: прокат, погружение, опрыскивание, нанесение кистью и распыление. Способ может включать нагревание заготовки до заданной температуры до нанесения частиц. Например, заготовку можно нагреть до температуры штамповки, например от 538°C до 1093°C, и 816°C (1000°F до 2000°F, и 1500°F), и прокатать в подложке из стеклочастиц, чтобы нанести стеклочастицы на поверхность заготовки.[0046] According to certain non-limiting embodiments of the invention, a method for treating a preform to reduce thermal cracking may mainly involve applying glass particles to at least a portion of the surface of the preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, particles can be applied to a significant portion of the surface of the preform. In certain, non-limiting embodiments of the invention, the particles may be applied to the circular surface of the cylindrical preform and / or at least one side surface of the cylindrical preform. The application of particles to the surface of the workpiece may include, for example, one or more of the following: rolling, dipping, spraying, brushing and spraying. The method may include heating the preform to a predetermined temperature before applying the particles. For example, a workpiece can be heated to a stamping temperature, for example from 538 ° C to 1093 ° C, and 816 ° C (1000 ° F to 2000 ° F, and 1500 ° F), and rolled in a glass particle substrate to apply glass particles to the surface blanks.
[0047] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава для уменьшения термического образования трещин может, в основном, включать размещение стеклоленты, по меньшей мере, на части поверхности заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения лента может быть размещена на значительной части поверхности заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения лента может быть размещена на круговой поверхности цилиндрической заготовки и/или, по меньшей мере, одной боковой поверхности заготовки. Размещение ленты на поверхности может включать, например, одно или больше из обертываний и обматываний лентой. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения лента, например, может быть размещена путем поперечного обертывания ленты вокруг круговой поверхности заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения лента может быть размещена на поверхности путем приклеивания ленты на поверхность заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения лента может быть размещена, по меньшей мере, на части поверхности цилиндрической заготовки из сплава и/или, по меньшей мере, на части стеклополотна. Например, на ФИГ.13 показана фотография заготовки из сплава в форме слитка из сплава, которая включает стеклоленту, размещенную на круговой поверхности заготовки и на противоположных концах или торцах заготовки.[0047] According to certain, non-limiting embodiments of the invention, a method of treating an alloy ingot or other alloy billet to reduce thermal cracking may mainly involve placing glass tape on at least a portion of the surface of the billet. In certain non-limiting embodiments of the invention, the tape can be placed on a significant portion of the surface of the preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, the tape may be placed on the circular surface of the cylindrical workpiece and / or at least one side surface of the workpiece. Placing the tape on the surface may include, for example, one or more of the tape wraps and wraps. In various non-limiting embodiments of the invention, the tape, for example, can be placed by transversely wrapping the tape around a circular surface of the workpiece. In certain non-limiting embodiments of the invention, the tape can be placed on the surface by gluing the tape to the surface of the workpiece. In certain non-limiting embodiments of the invention, the tape may be placed at least on a portion of the surface of the cylindrical alloy preform and / or at least on a portion of the glass web. For example, FIG. 13 shows a photograph of an alloy preform in the form of an alloy ingot, which includes a glass tape placed on a circular surface of the preform and at opposite ends or ends of the preform.
[0048] В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава для уменьшения термического образования трещин может включать повторение одного или более этапов размещения стеклоленты, по меньшей мере, на части поверхности заготовки. Например, лента может быть обернута вокруг заготовки, по меньшей мере, один раз, два раза, три раза, четыре раза или более четырех раз. В, по меньшей мере, одном, не имеющем ограничительного характера варианте воплощения изобретения способ может включать обертывание первой стеклолентой, по меньшей мере, части поверхности заготовки и обертывание второй стеклолентой, по меньшей мере, чего-то одного из первой стеклоленты и, по меньшей мере, части не обернутой поверхности заготовки. В по меньшей мере одном, не имеющем ограничительного характера, варианте воплощения изобретения способ может включать обматывание первой стеклолентой, по меньшей мере, части поверхности заготовки и второй стеклолентой, по меньшей мере, чего-то одного из первой стеклоленты и, по меньшей мере, части не обмотанной поверхности заготовки. Первая стеклолента и вторая стеклолента могут содержать одни и те же или разные неорганические материалы. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения лента может быть размещена на заготовке из сплава до достижения заданной толщины. Как вариант, более чем одна стеклолента может быть размещена, по меньшей мере, на части круговой поверхности цилиндрического слитка из сплава или другой заготовки из сплава и, по меньшей мере, на одной из каждых боковых поверхностей цилиндрической заготовки до достижения заданной толщины. Заданная толщина может быть, например, в пределах от 1 мм до 50 мм, например от 10 мм до 40 мм.[0048] In certain non-limiting embodiments of the invention, a method of processing an alloy ingot or other alloy preform to reduce thermal cracking may include repeating one or more steps of placing glass tape on at least a portion of the surface of the preform. For example, the tape may be wrapped around the preform at least once, twice, three times, four times or more than four times. In at least one non-limiting embodiment of the invention, the method may include wrapping the first glass tape at least a portion of the surface of the workpiece and wrapping a second glass tape at least one of the first glass tape and at least , parts of the non-wrapped workpiece surface. In at least one non-limiting embodiment of the invention, the method may include wrapping the first glass tape at least a portion of the surface of the preform and the second glass tape at least one of the first glass tape and at least a portion not wrapped workpiece surface. The first glass tape and the second glass tape may contain the same or different inorganic materials. In certain non-limiting embodiments of the invention, the tape may be placed on the alloy preform to achieve a predetermined thickness. Alternatively, more than one glass tape may be placed on at least a portion of the circular surface of a cylindrical alloy ingot or other alloy billet and at least on one of each side surfaces of the cylindrical billet until a predetermined thickness is reached. The predetermined thickness may be, for example, in the range from 1 mm to 50 mm, for example from 10 mm to 40 mm.
[0049] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения стекломатериал, наносимый на заготовку из сплава, может образовывать вязкое поверхностное покрытие на заготовке при нагревании стекломатериала. Заготовка, содержащая стекломатериал на ней, может быть нагрета в печи. Состав стекломатериала может быть подобран так, чтобы образовать вязкое поверхностное покрытие при температуре штамповки. Например, стекломатериал, содержащий оксид, может быть подобран так, чтобы получить стекломатериал, имеющий точку плавления или точку размягчения при заданной температуре, такой как температура штамповки. В другом примере форма стекломатериала, например полотна, частиц, ленты и любая их комбинация, может быть подобрана так, чтобы образовать вязкое поверхностное покрытие при заданной температуре, такой как температура штамповки. Стеклополотно, наносимое на поверхность заготовки, может образовывать вязкое поверхностное покрытие на заготовке при нагревании стекломатериала, например, в печи при температуре от 1038°C до 1149°C (от 1900°F до 2100°F). Стеклочастицы, наносимые на поверхность заготовки, могут образовать вязкое поверхностное покрытие на заготовке при нагревании стекломатериала, например, в печи при температуре от 789°C до 843°C (1450°F до 1550°F). Стеклолента, наносимая на поверхность заготовки, может образовать вязкое поверхностное покрытие на заготовке при нагревании стекломатериала, например, в печи при температуре от 1038°C до 1149°C (от 1900°F до 2100°F).[0049] According to certain, non-limiting embodiments of the invention, the glass material applied to the alloy preform can form a viscous surface coating on the preform when the glass material is heated. A preform containing glass material thereon may be heated in a furnace. The composition of the glass material can be selected so as to form a viscous surface coating at a stamping temperature. For example, a glass material containing oxide can be selected so as to obtain a glass material having a melting point or a softening point at a given temperature, such as a stamping temperature. In another example, the shape of the glass material, for example, web, particles, tape, and any combination thereof, can be selected to form a viscous surface coating at a given temperature, such as a stamping temperature. The glass sheet applied to the surface of the preform can form a viscous surface coating on the preform when the glass material is heated, for example, in an oven at a temperature of 1038 ° C to 1149 ° C (1900 ° F to 2100 ° F). Glass particles deposited on the surface of the preform can form a viscous surface coating on the preform when the glass material is heated, for example, in an oven at a temperature of from 789 ° C to 843 ° C (1450 ° F to 1550 ° F). The glass tape applied to the surface of the preform can form a viscous surface coating on the preform when the glass material is heated, for example, in an oven at a temperature of 1038 ° C to 1149 ° C (1900 ° F to 2100 ° F).
[0050] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения поверхностное покрытие, наносимое на поверхность слитка из сплава или другой заготовки из сплава, может быть охарактеризовано как адгезивное поверхностное покрытие. Вязкое поверхностное покрытие может образовывать адгезивное поверхностное покрытие при охлаждении поверхностного покрытия. Например, вязкое поверхностное покрытие может образовать адгезивное поверхностное покрытие, когда заготовку, включающую поверхностное покрытие, удаляют из печи. Поверхностное покрытие можно охарактеризовать как «адгезивное», если поверхностное покрытие не стекает с поверхности заготовки сразу. Например, в различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие можно считать «адгезивным», если покрытие не стекает с поверхности сразу после того, как слиток из сплава или другую заготовку из сплава вынимают из печи. В другом примере, в различных, не имеющих ограничительного характера, вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие на круговой поверхности заготовки из сплава, имеющей продольную ось и круговую поверхность, можно считать «адгезивным», если покрытие не стекает сразу, если заготовка расположена так, что продольная ось является вертикально ориентированной, расположенной, например, под углами от 45° до 135° относительно горизонтальной поверхности. Поверхностное покрытие может быть охарактеризовано как «неадгезивное» поверхностное покрытие, если поверхностное покрытие стекает с поверхности заготовки сразу после того, как заготовку вынимают из печи.[0050] According to certain non-limiting embodiments of the invention, a surface coating applied to the surface of an alloy ingot or other alloy billet may be characterized as an adhesive surface coating. A viscous surface coating may form an adhesive surface coating while cooling the surface coating. For example, a viscous surface coating may form an adhesive surface coating when a preform including a surface coating is removed from the furnace. A surface coating can be characterized as “adhesive” if the surface coating does not immediately drain from the surface of the workpiece. For example, in various non-limiting embodiments of the invention, a surface coating can be considered “adhesive” if the coating does not drain off the surface immediately after an alloy ingot or other alloy preform is removed from the furnace. In another example, in various non-limiting embodiments of the invention, a surface coating on a circular surface of an alloy preform having a longitudinal axis and a circular surface can be considered “adhesive” if the coating does not drain immediately, if the preform is positioned so that the longitudinal the axis is vertically oriented, located, for example, at angles from 45 ° to 135 ° relative to the horizontal surface. A surface coating can be described as a “non-adhesive” surface coating if the surface coating drains from the surface of the workpiece immediately after the workpiece is taken out of the furnace.
[0051] Температурный диапазон, в котором сплавы могут подвергаться горячей обработке, могут учитывать температуру, при которой начинается образование трещин в сплаве, а также состав и форму неорганического материала. При заданной начальной температуре для операции горячей обработки некоторые сплавы можно эффективно подвергать горячей обработке в большем температурном диапазоне, чем другие сплавы из-за разницы в температуре, при которой начинается образование трещин в сплаве. Для сплавов с относительно небольшим температурным диапазоном горячей обработки (то есть разницей между самой низкой температурой, при которой сплав можно подвергать горячей обработке, и температурой, при которой начинается образование трещин) толщина неорганического материала может быть относительно выше, чтобы затормозить или помешать соответствующей заготовке охладиться до температурного диапазона перехода в хрупкое состояние, при котором начинается образование трещин. Аналогично, для сплавов с относительно большим температурным диапазоном горячей обработки толщина неорганического материала может быть относительно меньше, чтобы затормозить или помешать соответствующему слитку из сплава охладиться до температурного диапазона перехода в хрупкое состояние, при котором начинается образование трещин.[0051] The temperature range in which the alloys can be hot worked can take into account the temperature at which cracking in the alloy begins, as well as the composition and shape of the inorganic material. At a given initial temperature for the hot working operation, some alloys can be effectively hot worked in a larger temperature range than other alloys due to the difference in temperature at which cracking in the alloy begins. For alloys with a relatively small temperature range for hot working (i.e. the difference between the lowest temperature at which the alloy can be hot worked and the temperature at which cracking begins), the thickness of the inorganic material can be relatively higher to inhibit or prevent the corresponding workpiece from cooling to the temperature range of transition to a brittle state, at which cracking begins. Similarly, for alloys with a relatively large temperature range for hot working, the thickness of the inorganic material can be relatively less in order to slow down or prevent the corresponding alloy ingot from cooling to the temperature range of the transition to the brittle state at which cracking begins.
[0052] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава для уменьшения термического образования трещин может, в основном, включать нагревание неорганического материала с образованием поверхностного покрытия на заготовке. Нагревание неорганического материала может включать, например, нагревание неорганического материала до температуры в пределах 260°C-1371°C, например 260°C-816°C, 538°C-1093°C, 816°C-1093°C, или 1093°C-1371°C (500-2500°F, например 500-1500°F, 1000-2000°F, 1500°F-2000°F, или 2000-2500°F), чтобы образовать поверхностное покрытие. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения неорганические волокна, такие как стеклополотно и стеклолента, можно нагревать до температуры от 1093°C до 1371°C (2000-2500°F). В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения неорганические частицы, такие как стеклочастицы, можно нагревать до температуры от 816°C до 1093°C (1500-2000°F). В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения температура может быть выше, чем точка плавления неорганического материала. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения температура может быть выше, чем температурный номинал неорганического материала. В различных, не имеющих ограничительного характера, вариантах воплощения изобретения температура может быть выше, чем точка плавления стеклополотна, стеклчастиц и/или стеклоленты. В одном, не имеющем ограничительного характера варианте воплощения изобретения температура может быть выше, чем точка плавления стеклополотна. Специалисту в данной области техники понятно, что неорганические материалы могут не иметь конкретной точки плавления и могут быть охарактеризованы «точкой размягчения». Тест ASTM, Method С338-93 (2008), например, предусматривает стандартный способ определения точки размягчения стекла. По существу, в определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения неорганический материал может быть нагрет до температуры, которая, по меньшей мере, является температурой размягчения неорганического материала.[0052] According to certain, non-limiting embodiments of the invention, a method of treating an alloy ingot or other alloy preform to reduce thermal cracking may mainly involve heating the inorganic material to form a surface coating on the preform. Heating the inorganic material may include, for example, heating the inorganic material to a temperature in the range 260 ° C-1371 ° C, for example 260 ° C-816 ° C, 538 ° C-1093 ° C, 816 ° C-1093 ° C, or 1093 ° C-1371 ° C (500-2500 ° F, e.g. 500-1500 ° F, 1000-2000 ° F, 1500 ° F-2000 ° F, or 2000-2500 ° F) to form a surface coating. In certain non-limiting embodiments, inorganic fibers, such as fiberglass and glass tape, can be heated to a temperature of 1093 ° C to 1371 ° C (2000-2500 ° F). In certain non-limiting embodiments of the invention, inorganic particles, such as glass particles, can be heated to a temperature of from 816 ° C to 1093 ° C (1500-2000 ° F). In certain non-limiting embodiments of the invention, the temperature may be higher than the melting point of the inorganic material. In certain non-limiting embodiments of the invention, the temperature may be higher than the temperature rating of the inorganic material. In various non-limiting embodiments of the invention, the temperature may be higher than the melting point of the glass sheet, glass particles and / or glass tape. In one non-limiting embodiment, the temperature may be higher than the melting point of the glass sheet. One skilled in the art will recognize that inorganic materials may not have a specific melting point and may be characterized by a “softening point”. The ASTM Test, Method C338-93 (2008), for example, provides a standard method for determining the softening point of glass. As such, in certain non-limiting embodiments of the invention, the inorganic material may be heated to a temperature that is at least the softening temperature of the inorganic material.
[0053] В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие может быть образовано, по меньшей мере, на части поверхности заготовки из сплава. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие может быть образовано на значительной части поверхности заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие может полностью покрывать поверхность заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие может быть образовано на круговой поверхности заготовки из сплава. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное может быть образовано на круговой поверхности заготовки и, по меньшей мере, на одном боковом торце заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие может быть образовано на круговой поверхности заготовки и каждом боковом торце заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие может быть образовано, по меньшей мере, на части поверхности заготовки без неорганического материала. Например, неорганический материал может быть нанесен на часть поверхности заготовки. Неорганический материал может плавиться при нагревании. При нагревании расплавленный неорганический материал может стечь на часть поверхности заготовки, на которую не был нанесен неорганический материал.[0053] In certain non-limiting embodiments of the invention, a surface coating may be formed on at least a portion of the surface of the alloy preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, a surface coating may be formed on a significant portion of the surface of the preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, the surface coating can completely cover the surface of the workpiece. In certain non-limiting embodiments of the invention, a surface coating may be formed on the circular surface of the alloy preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, a surface may be formed on the circular surface of the preform and at least one side end of the preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, a surface coating may be formed on the circular surface of the preform and each side end of the preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, a surface coating may be formed on at least a portion of the surface of the preform without inorganic material. For example, inorganic material may be applied to part of the surface of the preform. Inorganic material may melt when heated. When heated, molten inorganic material can drain onto a portion of the surface of the preform on which no inorganic material has been applied.
[0054] Неорганический материал может быть нанесен до толщины, достаточной для образования поверхностного покрытия при нагревании, при которой поверхностное покрытие изолирует соответствующую поверхность заготовки от контакта с поверхностью штампа, тем самым задерживая или предотвращая охлаждение соответствующей поверхности заготовки до температуры, при которой соответствующая поверхность заготовки может довольно быстро образовать трещины во время горячей обработки. Таким образом, более высокие температуры горячей обработки обычно связаны с предпочтением большей толщины поверхностного покрытия. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие может иметь толщину, подходящую для снижения оттока тепла от заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие может иметь толщину в пределах от 0,1 мм до 2 мм, например от 0,5 мм до 1,5 мм и приблизительно 1 мм. Не намереваясь связывать себя какой-либо конкретной теорией, отметим, что поверхностное покрытие может снижать отток тепла от заготовки из сплава и/или увеличивать скольжение заготовки относительно штампа или других контактирующих поверхностей во время горячей обработки. Поверхностное покрытие может действовать как термический барьер для оттока тепла с заготовки посредством конвекции, кондукции и/или излучения. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхностное покрытие может снижать поверхностное трение заготовки из сплава и действовать как смазочный материал и тем самым увеличивать скольжение заготовки во время операции горячей обработки, например штамповки и прессования. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения неорганический материал может быть нанесен до толщины, достаточной, чтобы смазывать заготовку во время операций горячей обработки.[0054] Inorganic material can be applied to a thickness sufficient to form a surface coating when heated, at which the surface coating isolates the corresponding surface of the workpiece from contact with the surface of the stamp, thereby delaying or preventing cooling of the corresponding surface of the workpiece to a temperature at which the corresponding surface of the workpiece can crack quite quickly during hot working. Thus, higher hot working temperatures are usually associated with the preference for a larger thickness of the surface coating. In certain, non-limiting embodiments of the invention, the surface coating may have a thickness suitable to reduce heat flow from the workpiece. In certain non-limiting embodiments of the invention, the surface coating may have a thickness in the range of 0.1 mm to 2 mm, for example 0.5 mm to 1.5 mm and about 1 mm. Not intending to be bound by any particular theory, we note that the surface coating can reduce the heat outflow from the alloy billet and / or increase the sliding of the billet relative to the stamp or other contacting surfaces during hot processing. The surface coating can act as a thermal barrier to the outflow of heat from the workpiece through convection, conduction and / or radiation. In certain non-limiting embodiments of the invention, the surface coating can reduce the surface friction of the alloy preform and act as a lubricant and thereby increase the sliding of the preform during a hot processing operation, such as stamping and pressing. In certain non-limiting embodiments of the invention, the inorganic material may be applied to a thickness sufficient to lubricate the workpiece during hot processing operations.
[0055] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава для снижения термического образования трещин обычно может включать охлаждение заготовки, включая поверхностное покрытие. Охлаждение заготовки может включать охлаждение поверхностного покрытия. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения охлаждение заготовки может включать воздушное охлаждение заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения охлаждение заготовки может включать нанесение керамического полотна, такого как, например, полотно KAOWOOL, по меньшей мере, на что-то одно из поверхности заготовки и, по меньшей мере, на часть поверхности заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения поверхность заготовки может быть охлаждена до комнатной температуры.[0055] According to certain, non-limiting embodiments of the invention, a method of treating an alloy ingot or other alloy billet to reduce thermal cracking may typically include cooling the billet, including a surface coating. Cooling the preform may include cooling the surface coating. In certain non-limiting embodiments of the invention, cooling of the preform may include air cooling of the preform. In certain non-limiting embodiments of the invention, cooling the preform may include applying a ceramic web, such as, for example, a KAOWOOL web, to at least one of the surface of the preform and at least a portion of the surface of the preform. In certain, non-limiting embodiments of the invention, the surface of the preform may be cooled to room temperature.
[0056] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава для уменьшения термического образования трещин может, в основном, включать удаление, по меньшей мере, чего-то одного из части поверхностного покрытия и/или остатков поверхностного покрытия с заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения способ может включать удаление после горячей обработки, по меньшей мере, чего-то одного из части поверхностного покрытия и/или остатков поверхностного покрытия с продукта, получаемого посредством горячей обработки заготовки. Удаление поверхностного покрытия или его остатков может включать, например, одно или более из следующего: дробеструйная обработка, шлифовка, зачистка и токарная обработка. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения шлифовка подвергнутой горячей обработке заготовки может включать обтачивание на токарном станке.[0056] According to certain, non-limiting embodiments of the invention, a method of treating an alloy ingot or other alloy billet to reduce thermal cracking may basically involve removing at least one of a portion of the surface coating and / or surface coating residues from the workpiece. In certain non-limiting embodiments of the invention, the method may include removing after hot processing at least one of a portion of the surface coating and / or residues of the surface coating from the product obtained by hot processing of the workpiece. Removing a surface coating or its residues may include, for example, one or more of the following: shot blasting, sanding, sanding and turning. In certain non-limiting embodiments of the invention, grinding of the hot-worked workpiece may include turning on a lathe.
[0057] После первоначального формования заготовки, но перед нанесением неорганического материала и/или после горячей обработки заготовки из сплава, не имеющий ограничительного характера способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава для уменьшения термического образования трещин обычно может включать нагревание заготовки и/или улучшение качества поверхности заготовки. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения заготовки из сплава можно подвергать действию высоких температур для гомогенизации состава сплава и микроструктуры заготовки. Высокие температуры могут быть выше температуры рекристаллизации сплава, но ниже температуры точки плавления сплава. Например, заготовка может быть нагрета до температуры штамповки, неорганический материал может быть нанесен на нее и заготовка может быть снова нагрета с образованием поверхностного покрытия на ней. Заготовка может быть нагрета до нанесения неорганического материала, чтобы снизить время в печи, необходимое для доведения заготовки до температуры. Заготовка из сплава может быть подвергнута процедурам улучшения качества поверхности, например, путем шлифования и/или зачистки поверхности заготовки. Заготовка также может быть обработана пескоструйным аппаратом и/или отполирована. Операции по улучшению качества поверхности можно выполнять до и/или после любых необязательных этапов термообработки, таких как, например, гомогенизация при высоких температурах.[0057] After initially forming the preform, but before applying inorganic material and / or after hot working the alloy preform, a non-restrictive method of processing an alloy ingot or other alloy preform to reduce thermal cracking may typically include heating the preform and / or improving the quality of the surface of the workpiece. In certain non-limiting embodiments of the invention, alloy preforms can be exposed to high temperatures to homogenize the alloy composition and the preform microstructure. High temperatures may be higher than the recrystallization temperature of the alloy, but below the melting point of the alloy. For example, the preform can be heated to a stamping temperature, inorganic material can be deposited on it and the preform can be heated again to form a surface coating on it. The preform can be heated before applying the inorganic material in order to reduce the time in the furnace needed to bring the preform to temperature. The alloy billet may be subjected to surface quality improvement procedures, for example, by grinding and / or grinding the surface of the workpiece. The workpiece can also be sandblasted and / or polished. Operations to improve surface quality can be performed before and / or after any optional heat treatment steps, such as, for example, homogenization at high temperatures.
[0058] Согласно определенным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения способ обработки слитка из сплава или другой заготовки из сплава для уменьшения образования трещин обычно может включать горячую обработку заготовки. Горячая обработка заготовки может включать приложение усилия к заготовке, чтобы изменить форму заготовки. Усилие может прилагаться, например, посредством штампов и/или валков. В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения горячая обработка заготовки может включать горячую обработку заготовки при температуре от 816°C до 1371°C (от 1500°F до 2500°F). В определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения горячая обработка заготовки может включать операцию штамповки и/или операцию прессования. Например, заготовка, имеющая поверхностное покрытие, нанесенное, по меньшей мере, на участок поверхности заготовки, может быть подвергнута штамповке осадкой и/или штамповке вытягиванием. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения способ может включать горячую обработку заготовки штамповкой после образования поверхностного покрытия на заготовке. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения способ может включать горячую обработку заготовки штамповкой при температуре от 816°C до 1371°C (от 1500°F до 2500°F) после образования поверхностного покрытия на заготовке. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения способ может включать горячую обработку заготовки прессованием после образования поверхностного покрытия на заготовке. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения способ может включать горячую обработку заготовки прессованием при температуре от 816°C до 1371°C (от 1500°F до 2500°F) после образования поверхностного покрытия на заготовке.[0058] According to certain, non-limiting embodiments of the invention, a method of treating an alloy ingot or other alloy billet to reduce crack formation can typically include hot working the billet. Hot workpiece processing may include applying a force to the workpiece to change the shape of the workpiece. The force may be applied, for example, by means of dies and / or rolls. In certain, non-limiting embodiments of the invention, hot processing of the preform may include hot processing of the preform at a temperature of from 816 ° C to 1371 ° C (1500 ° F to 2500 ° F). In certain non-limiting embodiments of the invention, hot processing of the preform may include a stamping operation and / or a pressing operation. For example, a preform having a surface coating applied to at least a portion of the surface of the preform may be subjected to stamping by deposit and / or stamping by pulling. In various non-limiting embodiments of the invention, the method may include hot stamping the blank after forming a surface coating on the blank. In various non-limiting embodiments of the invention, the method may include hot stamping the workpiece at a temperature of from 816 ° C to 1371 ° C (1500 ° F to 2500 ° F) after forming a surface coating on the workpiece. In various non-limiting embodiments of the invention, the method may include hot pressing the workpiece after forming a surface coating on the workpiece. In various non-limiting embodiments of the invention, the method may include hot processing the workpiece by pressing at a temperature of from 816 ° C to 1371 ° C (1500 ° F to 2500 ° F) after the formation of a surface coating on the workpiece.
[0059] Операция штамповки осадкой и вытягиванием может включать одну или более последовательностей операции штамповки осадкой и одну или более последовательностей операции штамповки вытягиванием. Во время операции штамповки осадкой торцевые поверхности заготовки могут быть в контакте с ковочными штампами, которые прилагают усилие к заготовке, сжимая заготовку по длине и увеличивая поперечное сечение заготовки. Во время операции вытягивания боковые поверхности (например, круговая поверхность цилиндрической заготовки) могут быть в контакте с ковочными штампами, которые прилагают усилие к заготовке, сжимая заготовку в поперечном сечении и увеличивая длину заготовки.[0059] The operation of stamping by draft and drawing may include one or more sequences of the operation of stamping by draft and one or more sequences of the operation of stamping by drawing. During the operation of stamping by upsetting, the end surfaces of the workpiece can be in contact with forging dies, which exert force on the workpiece, compressing the workpiece along the length and increasing the cross section of the workpiece. During the drawing operation, the side surfaces (for example, the circular surface of the cylindrical workpiece) can be in contact with the forging dies, which exert force on the workpiece by compressing the workpiece in cross section and increasing the length of the workpiece.
[0060] В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения слиток из сплава или другая заготовка из сплава, имеющая поверхностное покрытие, нанесенное, по меньшей мере, на участок поверхности, может подвергаться одной или более операций штамповки осадкой и вытягиванием. Например, в тройной операции штамповки осадкой и вытягиванием заготовка может быть сначала подвергнута штамповке осадкой и затем штамповке вытягиванием. Последовательность осадки и вытягивания можно повторить еще два раза, чтобы в целом получить три последовательные операции осадки и вытягивания. В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения заготовка, имеющая покрытие, нанесенное, по меньшей мере, на участок поверхности заготовки, может быть подвергнута одной или более операции прессования. Например, в операции прессования цилиндрическую заготовку можно пропустить через круговой штамп, тем самым уменьшая диаметр и увеличивая длину заготовки. Другие способы горячей обработки будут очевидны специалистам в этой области и способы согласно настоящему описанию могут быть адаптированы для использования с одним или более других таких способов без необходимости дополнительных экспериментов.[0060] In various non-limiting embodiments of the invention, an alloy ingot or other alloy billet having a surface coating applied to at least a portion of the surface may undergo one or more stamping and drawing operations. For example, in the triple operation of stamping by draft and drawing, the workpiece may be first subjected to stamping by draft and then stamping by drawing. The upsetting and drawing sequence can be repeated two more times to generally obtain three consecutive upsetting and drawing operations. In various non-limiting embodiments of the invention, a preform having a coating applied to at least a portion of the surface of the preform may be subjected to one or more pressing operations. For example, in a pressing operation, a cylindrical workpiece can be passed through a circular stamp, thereby reducing the diameter and increasing the length of the workpiece. Other hot working methods will be apparent to those skilled in the art and the methods described herein can be adapted for use with one or more other such methods without the need for further experimentation.
[0061] В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения способы, описанные в данном документе, можно использовать для производства кованых заготовок из слитка из сплава в форме литого, консолидированного или образуемого распылением слитка. Превращение штамповкой или превращение прессованием слитка в кованую заготовку или другое обрабатываемое изделие может давать более тонкозернистую структуру в изделии по сравнению с предыдущей заготовкой. Способы и процессы, описанные в данном документе, могут улучшить выход полученных штамповкой или прессованием продуктов из заготовок (например, кованых заготовок), поскольку поверхностное покрытие может снизить частоту образования трещин на поверхности заготовки во время операций штамповки и/или прессования. Например, было отмечено, что поверхностное покрытие согласно настоящему изобретению, нанесенное, по меньшей мере, на участок поверхности заготовки, может легче переносить напряжения, вызываемые рабочими штампами. Также отмечено, что поверхностное покрытие согласно настоящему изобретению, нанесенное, по меньшей мере, на часть поверхности заготовки из сплава, также может легче переносить разницу температур между рабочими штампами и заготовкой во время горячей обработки. Таким образом, было обнаружено, что поверхностное покрытие согласно настоящему изобретению может демонстрировать нулевое или незначительное образование поверхностных трещин, так как инициирование образования трещины на поверхности предотвращается или снижается в соответствующей заготовке во время ее обработки.[0061] In various non-limiting embodiments of the invention, the methods described herein can be used to produce forged billets from an alloy ingot in the form of a cast, consolidated, or spray formed ingot. Turning by stamping or turning by pressing an ingot into a forged workpiece or other workpiece may produce a finer grain structure in the product compared to the previous workpiece. The methods and processes described herein can improve the yield of stamped or extruded products from blanks (e.g., forged blanks) since surface coating can reduce the frequency of cracking on the blank surface during stamping and / or pressing operations. For example, it was noted that a surface coating according to the present invention applied to at least a portion of a surface of a workpiece can more easily tolerate stresses caused by work dies. It is also noted that the surface coating according to the present invention, applied to at least a portion of the surface of the alloy preform, can also more easily tolerate the temperature difference between the work dies and the preform during hot processing. Thus, it was found that the surface coating according to the present invention can exhibit zero or slight formation of surface cracks, since the initiation of cracking on the surface is prevented or reduced in the corresponding workpiece during its processing.
[0062] В различных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения слиток или другие заготовки из различных сплавов, имеющие поверхностное покрытие согласно настоящему изобретению, могут подвергаться горячей обработке с получением продуктов, которые можно использовать для изготовления различных изделий. Например, способы, описанные в данном документе, можно использовать для получения кованых заготовок из сплава на основе никеля, сплава на основе железа, сплава на основе никель-железо, сплава на основе титана, сплава на основе титан-никель, сплава на основе кобальта, суперсплава на основе никеля и других суперсплавов. Кованые заготовки или другие продукты, получаемые путем горячей обработки слитков или других заготовок из сплава, можно использовать для изготовления изделий, включающих, но не ограничиваясь ими, элементы турбины, такие как, например, диски и кольца для турбинных двигателей и различных наземных турбин. Другие изделия, изготавливаемые из слитков из сплава или других заготовок из сплава, обрабатываемых согласно различным, не имеющим ограничительного характера вариантам воплощения изобретения, описанного в данном документе, могут включать, но не ограничиваются ими, клапаны, элементы двигателей, валы и крепежные изделия.[0062] In various non-limiting embodiments of the invention, an ingot or other billets of various alloys having a surface coating according to the present invention can be hot worked to produce products that can be used to make various products. For example, the methods described herein can be used to produce forged blanks from nickel-based alloy, iron-based alloy, nickel-iron-based alloy, titanium-based alloy, titanium-nickel-based alloy, cobalt-based alloy, superalloy based on nickel and other superalloys. Forged billets or other products obtained by hot processing of ingots or other alloy billets can be used to manufacture products including, but not limited to, turbine elements, such as, for example, disks and rings for turbine engines and various land turbines. Other products made from alloy ingots or other alloy blanks processed according to various non-limiting embodiments of the invention described herein may include, but are not limited to, valves, engine components, shafts, and fasteners.
[0063] Заготовки из сплава, которые можно обрабатывать согласно различным вариантам воплощения изобретения, могут быть в любой подходящей форме. В конкретных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения заготовки из сплава могут, например, включать или быть в форме слитков, кованых заготовок, прутков, пластин, трубок, спекшихся преформ и тому подобное.[0063] Alloy billets that can be machined according to various embodiments of the invention may be in any suitable form. In specific, non-limiting embodiments of the invention, alloy preforms may, for example, include or be in the form of ingots, forged blanks, rods, plates, tubes, sintered preforms and the like.
[0064] Различные, не имеющие ограничительного характера варианты воплощения изобретения, описанные в данном документе, можно будет понять лучше при чтении вместе со следующими репрезентативными примерами. Следующие примеры включены с целью иллюстрации и не носят ограничительный характер.[0064] The various, non-limiting embodiments of the invention described herein can be better understood by reading along with the following representative examples. The following examples are included for illustrative purposes and are not restrictive.
Пример 1Example 1
[0065] Ссылаясь на ФИГУРЫ 2-8, отметим, что в определенных, не имеющих ограничительного характера вариантах воплощения изобретения согласно настоящему описанию заготовки из сплава могут включать цилиндрический слиток из сплава. Две типичные цилиндрические заготовки в форме слитков, имеющие длину 26,3 см (10 ⅜ дюйма) и ширину 15,24 см (6 дюймов), как, в основном, показано на ФИГ.2, подвергали термообработке при 1149°C (2100°F) в течение 3 часов. Каждую заготовку обертывали керамическим полотном KAOWOOL и давали охладиться. Керамическое полотно KAOWOOL удаляли. Одну заготовку обертывали двойным слоем полотна из E-стекла, как показано на ФИГ.3. Полотно из E-стекла прикрепляли к заготовке с помощью упаковочной проволоки. Неорганическую суспензию, содержащую материал ATP-610 (доступен от Advanced Technical Products, Цинциннати, Огайо), наносили кистью на внешнюю поверхность полотна. Вторую заготовку не покрывали никаким материалом. Каждую из двух заготовок помещали в печь при 1115°C (2040°F) приблизительно на 17 часов. Затем каждую заготовку подвергали штамповке при температуре до размера 12,7 см на 11,5 см (5 дюймов на 4,5 дюйма) в поперечном сечении. На ФИГ.4 показана фотография заготовки, содержащей поверхностное покрытие по время штамповки.[0065] Referring to FIGURES 2-8, it should be noted that in certain, non-limiting embodiments of the invention as described herein, alloy preforms may include a cylindrical alloy ingot. Two typical ingot-shaped cylindrical billets having a length of 26.3 cm (10 ⅜ inches) and a width of 15.24 cm (6 inches), as shown mainly in FIG. 2, were heat treated at 1149 ° C (2100 ° F) within 3 hours. Each billet was wrapped with KAOWOOL ceramic cloth and allowed to cool. The KAOWOOL ceramic sheet was removed. One preform was wrapped in a double layer of E-glass web as shown in FIG. 3. The E-glass web was attached to the workpiece using a packing wire. An inorganic suspension containing ATP-610 material (available from Advanced Technical Products, Cincinnati, Ohio) was applied by brush to the outer surface of the web. The second preform was not coated with any material. Each of the two blanks was placed in an oven at 1115 ° C (2040 ° F) for approximately 17 hours. Each preform was then stamped at a temperature of 12.7 cm by 11.5 cm (5 inches by 4.5 inches) in cross section. Figure 4 shows a photograph of a workpiece containing a surface coating during stamping.
[0066] На ФИГ. 5 приведены графики изменения температуры поверхности заготовки во времени при штамповке для покрытой заготовки и непокрытой заготовки. Как показано на ФИГ.5, температура поверхности заготовки с покрытием («Обернутая») во время штамповки обычно была выше приблизительно на 50°C, чем для заготовки без покрытия («Не обернутая»). Температуру поверхности измеряли инфракрасным пирометром. На ФИГУРАХ 6 и 7 приведены фотографии кованой покрытой заготовки (слева на обеих фотографиях) и кованой непокрытой заготовки (справа на обеих фотографиях). На ФИГ.6 затвердевшие остатки поверхностного покрытия видны на поверхности покрытой заготовки. В то время как на ФИГ.7 показана покрытая заготовка после удаления остатков покрытия путем дробеструйной обработки. Рассмотрение ФИГУР 6 и 7 показывает, что, хотя кованая покрытая заготовка демонстрирует некоторое образование трещин, частота серьезных трещин значительно меньше, чем для кованой непокрытой заготовки. Образование трещин на кованой покрытой заготовке встречается там, где полотно из E-стекла крепилось к заготовке упаковочной проволокой, и полагают, что упаковочная проволока могла приводить к возникновению напряжения в заготовке при приложении ковочного усилия к заготовке, что могло привести к образованию трещин. Более высокая чувствительность к образованию трещин для кованой заготовки без поверхностного покрытия хорошо заметна на поверхности.[0066] FIG. Figure 5 shows plots of the surface temperature of the workpiece in time during stamping for a coated workpiece and an uncovered workpiece. As shown in FIG. 5, the surface temperature of the coated preform (“Wrapped”) during stamping was usually approximately 50 ° C higher than that for the uncoated preform (“Wrapped”). The surface temperature was measured with an infrared pyrometer. FIGURES 6 and 7 show photographs of a forged coated workpiece (left in both photos) and a forged bare workpiece (right in both photos). 6, hardened surface coating residues are visible on the surface of the coated preform. While FIG. 7 shows a coated preform after removing coating residues by shot peening. A review of FIGURES 6 and 7 shows that, although the forged coated preform exhibits some cracking, the frequency of serious cracks is significantly less than for a forged uncovered preform. Cracks on the forged coated preform are found where the E-glass web was attached to the preform by the packaging wire, and it is believed that the packaging wire could cause stress in the preform when a forging force is applied to the preform, which could lead to cracking. Higher cracking sensitivity for forged blanks without surface coating is clearly visible on the surface.
Пример 2Example 2
[0067] На ФИГ.8 представлен график изменения температуры во времени при охлаждении трех заготовок слитка из сплава 718 диаметром 15,24 см (6 дюймов) во время операции штамповки. Каждой заготовке дали остыть на окружающем воздухе. Температуру каждой заготовки измеряли, используя встроенные термопары. Температуру оценивали в следующих позициях на каждой заготовке: на поверхности центра заготовки; 1,27 см (0,5 дюймов) ниже поверхности на левом участке заготовки и 1,27 см (0,5 дюймов) ниже поверхности на правом участке заготовки. Одна из трех заготовок была обернута в полотно из Е-стекла, прикрепленного к заготовке упаковочной проволокой. Неорганическую суспензию, содержащую материал ATP-790 (доступен от Advanced Technical Products, Цинциннати, Огайо), наносили кистью на внешнюю поверхность полотна из E-стекла. Часть поверхности второй заготовки обертывали полотном из E-стекла и керамическим полотном KAOWOOL толщиной 2,54 см (1 дюйм). Третью заготовку оставили без покрытия. Заготовки нагревали до температуры штамповки и полотно из E-стекла/неорганическая суспензия и полотно из E-стекла/полотно KAOWOOL на первой и второй заготовке, соответственно, образовали поверхностное покрытие на заготовках, которое приклеилось к поверхностям заготовок.[0067] FIG. 8 is a graph of temperature over time as the three billets of an alloy 718 alloy with a diameter of 15.24 cm (6 inches) are cooled during a stamping operation. Each blank was allowed to cool in ambient air. The temperature of each preform was measured using built-in thermocouples. The temperature was evaluated in the following positions on each workpiece: on the surface of the center of the workpiece; 1.27 cm (0.5 inches) below the surface in the left portion of the workpiece and 1.27 cm (0.5 inches) below the surface in the right portion of the workpiece. One of the three blanks was wrapped in a cloth of E-glass attached to the blank by packing wire. An inorganic suspension containing ATP-790 material (available from Advanced Technical Products, Cincinnati, Ohio) was applied by brush to the outer surface of an E-glass web. Part of the surface of the second preform was wrapped with an E-glass sheet and KAOWOOL ceramic sheet 2.54 cm (1 in) thick. The third blank was left uncoated. The preforms were heated to the stamping temperature and the E-glass web / inorganic slurry and the E-glass web / KAOWOOL web on the first and second blanks, respectively, formed a surface coating on the blanks that adhered to the surfaces of the blanks.
[0068] Как показано на ФИГ.8, наличие поверхностных покрытий значительно снижает скорости охлаждения покрытых заготовок. Полагают, что снижение скорости охлаждения может уменьшить частоту поверхностного образования трещин в заготовке во время штамповки, прессования или других операций горячей обработки. Заготовка без поверхностного покрытия охлаждалась значительно быстрее, чем заготовки, включающие поверхностное покрытие. Непокрытая заготовка охлаждалась от температуры штамповки (приблизительно 1066°C [1950°F]) до 149°C-316°C (300°F-600°F) (в зависимости от расположения температурного датчика) за период менее чем 3 часа. На ФИГ.9 представлена фотография заготовки, включающей поверхностное покрытие полотном из E-стекла/KAOWOOL. Заготовка, включающая покрытие полотном из E-стекла/неорганическая суспензия АТР-790, охлаждалась быстрее, чем заготовка, включающая поверхностное покрытие полотном из E-стекла/керамическое полотно. Заготовка, включающая поверхностное покрытие полотном из E-стекла/неорганическая суспензия ATP-790, охлаждалась от температуры штамповки до температурных пределов от 204°C до 316°C (от 400°F до 600°F) (в зависимости от расположения температурного датчика) за период около 5-6 часов. Заготовка, включающая поверхностное покрытие полотном из E-стекла/керамическое полотно, охлаждалась от температуры штамповки до температурных пределов от 204°C до 316°C (от 400°F до 600°F) свыше 12 часов.[0068] As shown in FIG. 8, the presence of surface coatings significantly reduces the cooling rates of coated preforms. It is believed that a decrease in the cooling rate may reduce the frequency of surface cracking in the workpiece during stamping, pressing, or other hot processing operations. A blank without a surface coating cooled much faster than blanks comprising a surface coating. The uncoated workpiece was cooled from stamping temperature (approximately 1066 ° C [1950 ° F]) to 149 ° C-316 ° C (300 ° F-600 ° F) (depending on the location of the temperature sensor) in less than 3 hours. FIG. 9 is a photograph of a workpiece including a surface coating with an E-glass / KAOWOOL sheet. A preform comprising coating with an E-glass web / inorganic slurry ATP-790 cooled faster than a preform including surface coating with an E-glass web / ceramic cloth. The preform, including the surface coating with an E-glass web / inorganic slurry ATP-790, was cooled from the stamping temperature to a temperature range of 204 ° C to 316 ° C (400 ° F to 600 ° F) (depending on the location of the temperature sensor) for a period of about 5-6 hours. The preform, including the surface coating with an E-glass web / ceramic web, was cooled from stamping temperature to temperature limits from 204 ° C to 316 ° C (400 ° F to 600 ° F) for more than 12 hours.
Пример 3Example 3
[0069] Заготовку из сплава в форме обычного цилиндрического непокрытого слитка из сплава 718Plus® (UNS No. N07818) подвергали горячей штамповке от диаметра 50,8 см (20 дюймов) до диаметра 35,6 см (14 дюймов). Во время операции штамповки на заготовке возникали экстенсивные поверхностные трещины. Кованую заготовку обрабатывали до диаметра 30,5 см (12 дюймов) для удаления поверхностных трещин. Затем обработанную заготовку подвергали горячей штамповке от 30,5 см до 25,4 см (12 дюймов до 10 дюймов) и на одном торце заготовки возникали экстенсивные трещины по время штамповки. Затем поверхность заготовки улучшали посредством дробеструйной обработки, и первый торец заготовки подвергали горячей штамповке от 25,4 см до 15,24 см (от 10 дюймов до 6 дюймов). Полотно из Е-стекла обертывали вокруг и прикрепляли ко второму торцу кованой заготовки, и заготовку помещали в печь при температуре 510°C (950°F) и нагревали. При нагревании полотно из E-стекла образовало поверхностное покрытие на втором торце. На ФИГ.10 показана фотография частично кованой и частично покрытой заготовки после удаления заготовки из печи. Торец, содержащий поверхностное покрытие, подвергали штамповке с 30,5 см до 15,24 см (12 дюймов до 6 дюймов), давали остыть и затем подвергали дробеструйной обработке, чтобы удалить поверхностное покрытие. Поверхностное покрытие приклеивалось к поверхности второго торца заготовки во время операции штамповки, снижая отток тепла со второго торца. На ФИГ.11 приведена фотография, показывающая кованый, не покрытый торец заготовки (левая фотография) и кованый покрытый торец заготовки (правая фотография) после дробеструйной обработки. Черные пятна на поверхности кованой покрытой заготовки после дробеструйной обработки представляют собой остатки поверхностного покрытия. Значительная частота поверхностного образования трещин в результате штамповки хорошо заметна на фотографии кованой непокрытой заготовки на ФИГ.11. В отличие от нее значительное снижение частоты образования трещин (то есть значительное снижение чувствительности к образованию трещин) покрытой заготовки очевидна из фотографии кованой покрытой заготовки на ФИГ.11. Таким образом, можно полагать, что неорганическое покрытие значительно снижало частоту поверхностного образования трещин во время штамповки.[0069] The alloy billet in the form of a conventional cylindrical uncoated 718Plus® alloy ingot (UNS No. N07818) was hot stamped from a diameter of 50.8 cm (20 inches) to a diameter of 35.6 cm (14 inches). During the stamping operation, extensive surface cracks occurred on the workpiece. The forged billet was machined to a diameter of 30.5 cm (12 inches) to remove surface cracks. Then, the processed workpiece was hot stamped from 30.5 cm to 25.4 cm (12 inches to 10 inches) and extensive cracks occurred at one end of the workpiece during stamping. Then, the surface of the preform was improved by shot peening, and the first end of the preform was hot stamped from 25.4 cm to 15.24 cm (10 inches to 6 inches). The E-glass web was wrapped around and attached to the second end of the forged blank, and the blank was placed in a furnace at 510 ° C (950 ° F) and heated. When heated, the E-glass web formed a surface coating at the second end. FIG. 10 shows a photograph of a partially forged and partially coated preform after removing the preform from the furnace. The end face containing the surface coating was stamped from 30.5 cm to 15.24 cm (12 inches to 6 inches), allowed to cool, and then shot blasted to remove the surface coating. The surface coating was adhered to the surface of the second end of the workpiece during the stamping operation, reducing heat outflow from the second end. 11, a photograph is shown showing the forged, uncoated end face of the workpiece (left photograph) and the forged coated end face of the preform (right photograph) after shot peening. The black spots on the surface of the forged coated preform after shot peening represent the remnants of the surface coating. A significant frequency of surface cracking as a result of stamping is clearly visible in the photograph of the forged bare billet in FIG. 11. In contrast, a significant reduction in the frequency of cracking (i.e., a significant decrease in sensitivity to cracking) of a coated preform is evident from the photograph of the forged coated preform in FIG. 11. Thus, it can be assumed that the inorganic coating significantly reduced the frequency of surface cracking during stamping.
Пример 4Example 4
[0070] Заготовку из сплава в форме 3,8-сантиметрового (1,5-дюймового) обычного цилиндрического слитка из титанового сплава Ti-6AI-4V (UNS No. R56400) нагревали в печи при температуре 816°C (1500°F) в течение 1,5 часов. Нагретую заготовку прокатывали в стеклочастицах, содержащих материал Oxylub-327 (доступный от Advance Technical Products, Цинциннати, Огайо), который имеет диапазон горячей обработки металла 1400-1850°F. Затем заготовку помещали в печь еще на 30 минут и стеклочастицы образовывали покрытие на заготовке во время операции нагревания. Затем покрытую заготовку подвергали штамповке три раза в трех независимых направлениях. На ФИГ.12 приведена фотография заготовки после штамповки, на которой видно приклеенное поверхностное покрытие. Поверхностное покрытие приклеивалось к поверхности заготовки во время операции штамповки и снижало отток тепла с заготовки.An alloy billet in the form of a 3.8 cm (1.5 inch) conventional cylindrical Ti-6AI-4V titanium alloy ingot (UNS No. R56400) was heated in an oven at 816 ° C (1500 ° F) within 1.5 hours. The heated preform was rolled in glass particles containing Oxylub-327 material (available from Advance Technical Products, Cincinnati, Ohio), which has a hot metal processing range of 1400-1850 ° F. Then the preform was placed in the oven for another 30 minutes and the glass particles formed a coating on the preform during the heating operation. Then, the coated preform was pressed three times in three independent directions. 12 is a photograph of the workpiece after stamping, which shows the glued surface coating. The surface coating was adhered to the surface of the workpiece during the stamping operation and reduced the outflow of heat from the workpiece.
[0071] Все документы, процитированные в данном описании, включены в данный документ в качестве ссылки, если не указано иное. Цитирование любого документа не должно истолковываться как допущение того, что он является известным уровнем техники по отношению к настоящему изобретению. В той степени, в которой любое значение или определение термина в этом документе противоречит любому значению или определению того же термина в документе, включенном сюда в качестве ссылки, значение или определение этого термина в данном документе является определяющим.[0071] All documents cited in this description are incorporated herein by reference, unless otherwise indicated. The citation of any document should not be construed as an assumption that it is a prior art in relation to the present invention. To the extent that any meaning or definition of a term in this document is contrary to any meaning or definition of the same term in the document, incorporated herein by reference, the meaning or definition of this term in this document is defining.
[0072] Несмотря на то, что проиллюстрированы и описаны конкретные, не имеющие ограничительного характера варианты воплощения настоящего изобретения, специалистам в данной области техники должно быть очевидно, что могут выполняться различные другие изменения и модификации без отклонения от сути и объема изобретения. Поэтому оно подразумевает охват в прилагаемой формуле изобретения всех таких изменений и модификаций, которые находятся в пределах объема настоящего изобретения.[0072] Although specific, non-restrictive embodiments of the present invention have been illustrated and described, it will be apparent to those skilled in the art that various other changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, it is intended to cover all such changes and modifications that are within the scope of the present invention in the appended claims.
Claims (38)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/007,692 US8789254B2 (en) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Modifying hot workability of metal alloys via surface coating |
| US13/007,692 | 2011-01-17 | ||
| PCT/US2012/020017 WO2012099710A2 (en) | 2011-01-17 | 2012-01-03 | Improving hot workability of metal alloys via surface coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013138349A RU2013138349A (en) | 2015-02-27 |
| RU2575061C2 true RU2575061C2 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1015951A1 (en) * | 1981-07-21 | 1983-05-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов | Method of producing articles from hard-to-deform materials |
| SU1076162A1 (en) * | 1982-12-24 | 1984-02-29 | Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности | Method of continuous production of welded vitrified tubes |
| SU1299985A1 (en) * | 1985-07-11 | 1987-03-30 | Симферопольский государственный университет им.М.В.Фрунзе | Method for manufacturing optical components |
| RU2070461C1 (en) * | 1993-11-12 | 1996-12-20 | Малое научно-производственное технологическое предприятие "ТЭСП" | Method to produce basic double layer antifriction coating for materials treatment under pressure |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1015951A1 (en) * | 1981-07-21 | 1983-05-07 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов | Method of producing articles from hard-to-deform materials |
| SU1076162A1 (en) * | 1982-12-24 | 1984-02-29 | Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности | Method of continuous production of welded vitrified tubes |
| SU1299985A1 (en) * | 1985-07-11 | 1987-03-30 | Симферопольский государственный университет им.М.В.Фрунзе | Method for manufacturing optical components |
| RU2070461C1 (en) * | 1993-11-12 | 1996-12-20 | Малое научно-производственное технологическое предприятие "ТЭСП" | Method to produce basic double layer antifriction coating for materials treatment under pressure |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SHEY J A et al, Laboratory testing of glass lubricants, Lubrication engineering/Tribology and lubrication technology, Society of tribologists and lubrication engineers, US, том 30, N10, 01.10.1974, с.489-491, с.495, с.496. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6931679B2 (en) | How to form a surface coating on a work piece of alloy | |
| RU2645636C2 (en) | Methods for improving machinability of hot metal alloys | |
| RU2640112C2 (en) | Products, systems and methods of forging alloys | |
| JP2014508857A5 (en) | ||
| EP3381579B1 (en) | Method of producing forged product | |
| JP2016512172A5 (en) | ||
| CN102632075A (en) | Preparation method of large-size thin plate of niobium-containing titanium-aluminum based alloy by powder metallurgy | |
| RU2575061C2 (en) | Perfected machinability of hot metal alloys by application of surface coating | |
| JPS5839228B2 (en) | Composite hot tool material and its manufacturing method | |
| RU2457276C2 (en) | Preparation method of surface of workpieces from chemically treated high-melting metals of groups iv and v or alloys on their basis for hot deformation |